有序中空二氧化鈦材料的設(shè)計(jì)、合成及其光催化應(yīng)用.pdf

1、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。這也是為什么到目前為止，仍然未見有序的中空二氧化鈦材料簡(jiǎn)易制備方法報(bào)道的原因。因此，發(fā)

2、展一種制備有序的中空二氧化鈦的方法是極其必要的。
　　 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。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，在深入研究和掌握鈦前驅(qū)體自組裝的特點(diǎn)基礎(chǔ)上，利用模板為導(dǎo)向的靜電引力作用，制備出高度有序的中空二氧化鈦材料。在掌握鈦前驅(qū)體水解組裝的規(guī)律后，本研究將進(jìn)一步探索和解決中空二氧化鈦在以水體系為基礎(chǔ)的制備技術(shù)瓶頸。
　　 具體來(lái)說(shuō)，

3、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

4、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，用醋酸調(diào)節(jié)體系的pH低于4.0，再將已用酸性控制好的的鈦酸四丁酯(TBT)緩慢滴加到反應(yīng)體系，滴加完畢后，再調(diào)節(jié)體系的酸度至約pH為6.5，以精確調(diào)控TBT的水解縮合和自組裝速度，以獲得高度有序的中空二氧化鈦前驅(qū)體，最后通過(guò)高溫煅燒除去陽(yáng)離子模板，制備出高度有序的中空二氧化鈦材料。隨后，各種現(xiàn)代化儀器如高分辨透射電