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等分析手段來對材料進行表征，并通過研究材料的紫外-可見吸收光譜和材料在紫外光下降解標準氣相苯的測試來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。結果表明，在70℃下保溫18h可以得到單分散、尺寸均勻、表面帶負電荷的PS納米微球，微球尺寸隨著反應體系中苯乙烯

2、單體用量的減小而變小，隨著引發(fā)劑過硫酸鉀用量的增大而減小。
　　2、研究了熱處理溫度對TiO2納米空心微球的影響。結果表明，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變。熱處理溫度低于700℃時產物中為純銳鈦礦，結晶度隨溫度的升高而增加；熱處理溫度超過700℃時產物中出現(xiàn)金紅石相，金紅石相的比例隨溫度升高而增加，此時空心微球的形貌會遭到破壞。熱處理溫度為700℃時，材料的銳鈦礦相結晶度最高，空心微球的形貌完整，對紫外光的

3、吸收最強，所表現(xiàn)出的光催化降解苯效率最高，80 min對氣相苯的降解率達到85％，光催化活性為P25的1.3倍左右。
　　3、研究了氨水加入量對TiO2納米空心微球的影響。結果表明，氨水用量對產物的形貌有較大的影響。不加氨水時，產物主要以二氧化鈦團聚顆粒形式存在，沒有 TiO2納米空心微球結構，產物的光催化性能較低；氨水用量過多會導致鈦酸正四丁酯水解速率過快，產物中出現(xiàn)較大的包裹體和較多的團聚顆粒，導致產物光催化活性的降低。在本文

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