有序中空二氧化鈦材料的設計、合成及其光催化應用.pdf

1、中空二氧化鈦因結合了中空材料與二氧化鈦的優(yōu)點，使其在光電儀器、氣體傳感以及光催化等領域得到了更廣泛的應用。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，即通過利用各種可犧牲或可除去的模板來實現(xiàn)中空二氧化鈦結構的方法。然而，由于鈦前驅(qū)體的高度反應性，模板法到目前為止只能在非水溶劑中進行，因此，要控制其在模板表面進行簡單的，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易制備方法報道的原因。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。為實現(xiàn)這一目標，在深入研究和掌握鈦前驅(qū)體自組裝的特點基礎上，利用模板為導向的靜電引力作用，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，本研究將進一步探索和解決中空二氧化鈦在以水體系為基礎的制備技術瓶頸。
　　 具體來說，

3、本研究分兩部分，第一部分是通過無皂乳液聚合的方法制備出單分散性的陽離子聚苯乙烯微球，再以陽離子聚苯乙烯為模板，并分散在無水乙醇溶液中，再將已用適量乙醇混合好的鈦酸四丁酯(TBT)緩慢滴加到反應體系，在室溫下，利用陽離子模板的靜電吸引作用，加快TBT在模板表面的沉降速度，在反應足夠時間后，通過控制反應體系溫度（4℃以下）和水的量（約反應體系總質(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離聚苯乙烯/二氧化鈦

4、前驅(qū)體，最后通過高溫煅燒以除去陽離子模板，制備出高度有序的中空二氧化鈦材料。第二部分，是在制備出陽離子聚苯乙烯模板的基礎上，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，最后通過高溫煅燒除去陽離子模板，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