TiO2納米空心微球的制備及其光催化性能研究.pdf

1、本文采用模板法，以聚苯乙烯（PS）為模板、鈦酸正四丁酯（TBOT）為鈦源制備了TiO2納米空心微球，采用XRD、SEM、FETEM、BET等分析手段來(lái)對(duì)材料進(jìn)行表征，并通過(guò)研究材料的紫外-可見(jiàn)吸收光譜和材料在紫外光下降解標(biāo)準(zhǔn)氣相苯的測(cè)試來(lái)考察材料的光催化活性。主要研究成果如下：
　　1、采用乳液聚合法制備了PS納米微球。結(jié)果表明，在70℃下保溫18h可以得到單分散、尺寸均勻、表面帶負(fù)電荷的PS納米微球，微球尺寸隨著反應(yīng)體系中苯乙烯

2、單體用量的減小而變小，隨著引發(fā)劑過(guò)硫酸鉀用量的增大而減小。
　　2、研究了熱處理溫度對(duì)TiO2納米空心微球的影響。結(jié)果表明，隨著熱處理溫度的升高，材料逐漸由銳鈦礦相向金紅石相轉(zhuǎn)變。熱處理溫度低于700℃時(shí)產(chǎn)物中為純銳鈦礦，結(jié)晶度隨溫度的升高而增加；熱處理溫度超過(guò)700℃時(shí)產(chǎn)物中出現(xiàn)金紅石相，金紅石相的比例隨溫度升高而增加，此時(shí)空心微球的形貌會(huì)遭到破壞。熱處理溫度為700℃時(shí)，材料的銳鈦礦相結(jié)晶度最高，空心微球的形貌完整，對(duì)紫外光的

3、吸收最強(qiáng)，所表現(xiàn)出的光催化降解苯效率最高，80 min對(duì)氣相苯的降解率達(dá)到85％，光催化活性為P25的1.3倍左右。
　　3、研究了氨水加入量對(duì)TiO2納米空心微球的影響。結(jié)果表明，氨水用量對(duì)產(chǎn)物的形貌有較大的影響。不加氨水時(shí)，產(chǎn)物主要以二氧化鈦團(tuán)聚顆粒形式存在，沒(méi)有 TiO2納米空心微球結(jié)構(gòu)，產(chǎn)物的光催化性能較低；氨水用量過(guò)多會(huì)導(dǎo)致鈦酸正四丁酯水解速率過(guò)快，產(chǎn)物中出現(xiàn)較大的包裹體和較多的團(tuán)聚顆粒，導(dǎo)致產(chǎn)物光催化活性的降低。在本文

4、所用的反應(yīng)體系中，當(dāng)氨水用量為0.5ml時(shí)，產(chǎn)物的微觀形貌最好，表現(xiàn)出的光催化活性也最高，65min時(shí)能將苯完全降解。
　　4、研究了TBOT加入量對(duì)TiO2納米空心微球的影響。結(jié)果表明，TBOT的加入量對(duì)空心微球球壁厚度有較大的影響。當(dāng)TBOT加入量較少時(shí)，產(chǎn)物中不能形成完整的空心微球，且有較多的二氧化鈦團(tuán)聚顆粒，產(chǎn)物的光催化活性較低；當(dāng) TBOT加入量較多時(shí)，隨著其加入量的增加空心微球的球壁厚度會(huì)逐漸增大，產(chǎn)物的光催化活性逐漸