碳摻雜二氧化鈦微球的設(shè)計(jì)與合成

2.38萬(wàn)字 39頁(yè) 原創(chuàng)作品，已通過(guò)查重系統(tǒng)


摘要 中空二氧化鈦因結(jié)合了中空材料與二氧化鈦的優(yōu)點(diǎn)，使其在光電儀器、氣體傳感以及光催化等領(lǐng)域得到了更廣泛的應(yīng)用。到現(xiàn)在為止，制備中空二氧化鈦微球的最常用方法是模板法，即通過(guò)利用各種可犧牲或可除去的模板來(lái)實(shí)現(xiàn)中空二氧化鈦結(jié)構(gòu)的方法。然而，由于鈦前驅(qū)體的高度反應(yīng)性，模板法到目前為止只能在非水溶劑中進(jìn)行，因此，要控制其在模板表面進(jìn)行簡(jiǎn)單的，均勻的自組裝將極其因難。
本研究課題的目的正在于此，即研究與發(fā)展出一種制備高度有序的中空二氧化鈦微球的方法，深入研究和探討中空二氧化鈦微球的光催化性能。具體來(lái)說(shuō)，本研究分兩部分，第一部分是通過(guò)無(wú)皂乳液聚合的方法制備出單分散性的陽(yáng)離子聚苯乙烯微球，再以陽(yáng)離子聚苯乙烯為模板，并分散在無(wú)水乙醇溶液中，再將已用適量乙醇混合好的鈦酸四丁酯(TBT)緩慢滴加到反應(yīng)體系，在室溫下，利用陽(yáng)離子模板的靜電吸引作用，加快TBT 在模板表面的沉降速度在反應(yīng)足夠時(shí)間后，通過(guò)控制反應(yīng)體系溫度（4℃以下）和水的量（約反應(yīng)體系總質(zhì)量的1%～4%），以精確調(diào)控TBT的水解縮合和自組裝速度，以獲得高度有序的陽(yáng)離聚苯乙烯/二氧化鈦前驅(qū)體，最后通過(guò)高溫煅燒以除去陽(yáng)離子模板，制備出高度有序的中空二氧化鈦材料。第二部分，是在制備出陽(yáng)離子聚苯乙烯模板的基礎(chǔ)上，我們探索了一種簡(jiǎn)便，符合成本效益的方法來(lái)制作原位摻雜的TiO2空心球。碳摻雜TiO2空心球在可見光下光催化照射下降解亞甲基藍(lán)所合成的中空二氧化鈦比商業(yè)P25 TiO2光催化劑具有更優(yōu)異的光催化活性，這一發(fā)現(xiàn)顯著的擴(kuò)大其潛在的許多實(shí)際應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：中空結(jié)構(gòu)；二氧化鈦；模板法；碳摻雜空心TiO2 光催化；可見光光催化活性