基于SiO2-TiO2納米復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、自組裝技術(shù)的研究和應(yīng)用是近年來十分受關(guān)注的研究領(lǐng)域,在納米材料研究中越來越引起人們的重視。
　　 本文以表面活性劑為模板,醇鹽為原料,大分子的明膠為穩(wěn)定劑,利用自組裝的方法在室溫下制備了具有有序介觀結(jié)構(gòu)的空氣.水界面無機氧化物納米薄膜。采用了X射線衍射(XRD)、紅外光譜(FT-IR)、拉曼光譜(Raman)、熱重-差熱分析(TG-DTA)、比表面及孔徑分析儀(BET)、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、能譜(

2、EDS)等一系列分析手段,對這類薄膜樣品的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、形成機理等諸多方面進行了研究。隨后將薄膜改性,研究改性后自組裝產(chǎn)物的催化性能(包括光催化、化學(xué)催化)、表面增強拉曼性質(zhì)、抗菌性質(zhì)。全文主要研究內(nèi)容如下:
　　 首先使用陽離子表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)為模板,在明膠的穩(wěn)定作用下,以正硅酸乙酯(Si(OC2H5)4)為前驅(qū)體,在強堿性環(huán)境下自組裝制備出無定形介孔狀SiO2納米薄膜。利用XRD、SEM、TEM

3、、BET、Raman的表征結(jié)果對介孔結(jié)構(gòu)的形成機理進行驗證分析。考察了該薄膜的熱性能,分析在不同溫度下煅燒后樣品的形貌和結(jié)構(gòu),著重討論一次粒子聚合成二次粒子時的受熱情況。
　　 用AgNO3溶液對無定形的SiO2薄膜改性,目的是將Ag粒子負載于SiO2氧化物顆粒上。首先利用自組裝SiO2顆粒作為微型反應(yīng)器,生成樹枝狀納米ng顆粒,采用XRD,SEM,TEM、UV-vis的表征結(jié)果來分析這種多級結(jié)構(gòu)樹枝狀納米Ag顆粒的形成過程,提

4、出了反應(yīng)機理;并將樹枝Ag顆粒作為拉曼基底,考察樣品的表面增強拉曼性質(zhì)。另外將自組裝的SiO2顆粒在AgNO3溶液中浸泡5min后隨即取出,再用Na2S2O3溶液浸泡,生成球狀A(yù)g-SiO2復(fù)合納米顆粒,研究其對大腸桿菌的抗菌效果,闡述Ag-SiO2復(fù)合納米顆粒的抗菌機理。
　　 用CTAB為模板,以鈦酸四丁酯(Ti(OC4H9)4)為前驅(qū)體,自組裝制備出無定形的層狀TiO2納米薄膜,對其結(jié)構(gòu)進行表征。將其浸泡于AgNO3溶液中

5、得到Ag-TiO2復(fù)合納米顆粒,考察此復(fù)合型氧化物顆粒的抗菌性能。將煅燒后的復(fù)合納米顆粒作為基底,考察其表面增強拉曼活性。同時將該樣品作為光催化劑,以甲基橙為模擬污染物,衡量此光催化劑的催化性能及穩(wěn)定性。再將此催化劑用于苯乙烯的催化氧化反應(yīng)中,選取H2O2為氧化劑,目的產(chǎn)物為環(huán)氧苯乙烷,證實400℃溫度下的煅燒后樣品具有極好的化學(xué)催化性能,分析反應(yīng)的各種影響因素(時間、溫度、原料的摩爾比、溶劑),并考察此催化劑的穩(wěn)定性。
　　

6、以陰離子表面活性劑十二烷基硫酸鈉(SDS)為模板,以鈦酸四丁酯(Ti(OC4H9)4]為前驅(qū)體,在強酸性環(huán)境中自組裝制備了TiO2納米薄膜。將薄膜浸泡于BaCl2溶液中,生成BaSO4-TiO2復(fù)合型氧化物顆粒。根據(jù)上一章熱處理樣品的結(jié)果,選擇合適的煅燒溫度將薄膜中的無定形TiO2轉(zhuǎn)化為銳鈦礦型。以此復(fù)合型氧化物為光催化劑考察其的光催化活性,并分析該光催化劑的重復(fù)使用情況。
　　 根據(jù)前面的實驗方法,采用CTAB為模板制備無定形