共軛聚合物敏化二氧化鈦應(yīng)用于可見(jiàn)光催化降解有機(jī)污染物的研究.pdf

1、納米TiO<,2>因?yàn)楦叨确€(wěn)定無(wú)毒，是用于光催化降解有機(jī)污染物的首選材料，但TiO<,2>帶隙高達(dá)3.2eV，只能被紫外光所激發(fā)，為此各國(guó)學(xué)者進(jìn)行了大量的研究來(lái)拓展TiO<,2>的光譜響應(yīng)范圍，其中染料敏化是一個(gè)簡(jiǎn)單有效的方法。本文在國(guó)內(nèi)外小分子染料敏化TiO<,2>基礎(chǔ)上首次明確提出將共軛聚合物作為光敏劑來(lái)敏化TiO<,2>，實(shí)驗(yàn)證明在可見(jiàn)光下可以有效地降解有機(jī)污染物。 共軛聚合物屬于有機(jī)半導(dǎo)體材料，可以通過(guò)改變分子結(jié)構(gòu)非常

2、簡(jiǎn)便地進(jìn)行改變帶隙，調(diào)節(jié)其HOMO和LUMO能級(jí)。而且與小分子相比，聚合物在TiO<,2>表面的物理吸附能力更強(qiáng)，改善了光敏劑進(jìn)入水中造成二次污染的問(wèn)題。 本文主要合成和采用了兩種聚合物材料，一種是芴與噻吩的共聚物，另一種是芴與聯(lián)噻吩的共聚物。第二章對(duì)芴與噻吩的共聚物進(jìn)行了挑選，并對(duì)噻吩摩爾含量為30﹪的PFTh30的敏化特性進(jìn)行了較深入研究。第三章合成了噻吩含量與PFTh50相同的PFBiTh33，發(fā)現(xiàn)這種芴與聯(lián)噻吩的共聚物

3、與PFTh50有許多不同之處。研究表明： 1．通過(guò)聚(芴-噻吩)共聚物我們發(fā)現(xiàn)聚合物敏化二氧化鈦可以用來(lái)光降解苯酚，并在國(guó)際上首次明確提出了聚合物的分子結(jié)構(gòu)。我們采用簡(jiǎn)單的混合將聚合物附著在二氧化鈦表面，有關(guān)的光降解實(shí)驗(yàn)都多次重復(fù)，排除了光源、粉體吸附都諸多背景因素，數(shù)據(jù)可靠。我們通過(guò)與羅丹明染料對(duì)比，將PFTh30的降解效果與小分子進(jìn)行了排位，認(rèn)為PFTh30的效果是羅丹明的1.7倍，與Erythrosine(赤蘚紅)接近，

4、但不如rose Bengal(孟加拉玫瑰紅)。 2．在降解機(jī)理上面我們推測(cè)PFTh30的降解機(jī)理與染料基本相似。PFTh30本身的降解功能不強(qiáng)，表現(xiàn)在PFTh30/氧化鋁可以氧化苯酚，但不能礦化苯酚。同時(shí)沒(méi)有氧氣的參與，也沒(méi)有明顯的降解效果，這說(shuō)明氧氣參與了該光化學(xué)反應(yīng)。 3．對(duì)光物理過(guò)程進(jìn)行了簡(jiǎn)單的研究。PFTh30/二氧化鈦1：100的質(zhì)量比使得粉末在200～480nm都有較強(qiáng)的吸收，并且通過(guò)積分球測(cè)定的熒光量

5、子效率發(fā)現(xiàn)：二氧化鈦的加入使得PFTh30的熒光量子效率下降到近1/3。我們推測(cè)這是因?yàn)榫酆衔镏械碾娮愚D(zhuǎn)移到二氧化鈦表面造成的，這個(gè)過(guò)程與染料相似。 4．我們合成了組成與PFTh50相近的PFBiTh33，發(fā)現(xiàn)PFBiTh33比PFTh50的吸收范圍更寬，并且分子量大。PFTh50的吸收峰425nm，吸收邊482nm，光學(xué)帶隙為2.57eV；而PFBiTh33的吸收峰442nm吸收邊510nm，光學(xué)帶隙為2.48eV。PFBi