短棒狀介孔SiO2@TiO2復(fù)合材料的制備及光催化性能研究.pdf

1、在本文中，以短棒狀介孔SiO2-聚甲基丙烯酸縮水甘油酯(PGMA)-聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸甲酯(PEGMA)為模板，鈦酸四丁酯(TBT)為鈦源，制備了帶有TiO2殼的短棒狀介孔SiO2@TiO2復(fù)合材料，其中的SiO2-PGMA-b-PEGMA模板是通過(guò)以抗壞血酸、FeCl3·6H2O、三苯基膦分別作為還原劑、催化劑，配體，采用電子轉(zhuǎn)移催化劑再生-原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ARGET ATRP)方法在鹵化的介孔SiO2表面接枝GMA和EGMA

2、兩種單體所制備獲得的。由于PEGMA聚合物鏈存在親水性，TBT通過(guò)氫鍵作用在PEGMA鏈間水解，得到SiO2-PGMA-PEGMA-TiO2，最后經(jīng)過(guò)高溫煅燒，去除PGMA-PEGMA，制得短棒狀介孔SiO2@TiO2復(fù)合材料。
　　制得的短棒狀介孔SiO2@TiO2復(fù)合材料與先前所報(bào)道的復(fù)合材料相比較，創(chuàng)新性包括以下幾個(gè)方面：首先，通過(guò)ARGET ATRP方法對(duì)介孔SiO2接枝改性，制得SiO2-PGMA-PEGMA模板，操作簡(jiǎn)

3、單，反應(yīng)條件溫和，這種方法以后可以應(yīng)用到其他的介孔改性上，拓展介孔材料的應(yīng)用；第二，有的文獻(xiàn)中直接將TiO2粒子利用一步法引入到介孔SiO2結(jié)構(gòu)內(nèi)部，很大程度上降低了TiO2的催化性能，在本研究中，我們以接枝了兩親性嵌段共聚物的介孔SiO2為模板，TBT在親水層聚合物間發(fā)生水解，最后通過(guò)高溫煅燒去除有機(jī)物，制得短棒狀介孔SiO2@TiO2復(fù)合材料，避免了TiO2團(tuán)聚；第三，棒狀介孔SiO2@TiO2復(fù)合材料具有較大的比表面積和良好的吸附

4、性能，因此，可以有效地提高光催化效率。
　　一系列的表征結(jié)果證明，制得的短棒狀介孔SiO2長(zhǎng)1～1.5μm，寬度大約為350～450nm，孔徑5～10nm，兩親性的嵌段共聚物成功接枝到介孔SiO2表面，接枝厚度大約30nm，制得的復(fù)合材料中，TiO2殼只存在銳鈦礦相，棒狀介孔SiO2@TiO2復(fù)合材料具有雙峰孔結(jié)構(gòu)。與無(wú)孔和未經(jīng)改性的SiO2制得的SiO2@TiO2材料相比較，棒狀介孔SiO2@TiO2復(fù)合材料具有更高的比表面積和

5、吸附性能，因而能夠高效地提高復(fù)合材料的光催化效率。
　　在本實(shí)驗(yàn)中降解羅丹明B染料，測(cè)試了棒狀介孔SiO2@TiO2復(fù)合材料的光催化活性。具有雙峰孔結(jié)構(gòu)的介孔SiO2@TiO2復(fù)合材料因比表面積和吸附性高，在可見(jiàn)光照射下，3h后對(duì)羅丹明B降解率最高可達(dá)到97％，相對(duì)于無(wú)孔和未經(jīng)改性的SiO2制得的SiO2@TiO2材料，表現(xiàn)出更高效的光催化活性。該制備方法應(yīng)用于其他的殼結(jié)構(gòu)的介孔材料，為設(shè)計(jì)和制備新的應(yīng)用于環(huán)境凈化方面的材料提供了