電子轉(zhuǎn)移再生催化劑原子轉(zhuǎn)移自由基聚合法改性SiO2制備SiO2-TiO2復合材料.pdf

1、在本文中，以鈦酸四丁酯(TBT)為鈦源，二氧化硅表面接枝的聚甲基丙烯酸甲酯-聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸甲酯(PMMA-b-PO(EO)nMA，n=2、5和8)為模板制備了核殼間距大小不同的SiO2-TiO2復合材料。合成步驟分以下三步實施：第一，鹵化的ATRP引發(fā)劑被固定在St?ber法制備的粒徑為250 nm的二氧化硅納米粒子上；第二，采用電子轉(zhuǎn)移再生催化劑原子轉(zhuǎn)移自由基聚合(ARGET ATRP)方法在鹵化的二氧化硅納米粒子表面分別接枝

2、了甲基丙烯酸甲酯(MMA)和EO單元數(shù)不同的聚乙二醇甲醚甲基丙烯酸甲酯(O(EO)nMA)，得到了SiO2-PMMA-b-PO(EO)nMA復合微球；第三，以SiO2-PMMA-b-PO(EO)nMA為模板水解鈦源TBT，由于較強的空間位阻作用，水解的TBT分子能優(yōu)先通過氫鍵和兩親性聚合物當中的PO(EO)nMA(n=5和8)單元相互作用，而不是兩親嵌段共聚物當中的PMMA單元，然后高溫煅燒移除聚合物 PMMA-b-PO(EO)nMA，

3、無定型 TiO2結晶得到銳鈦型TiO2，得到SiO2-TiO2復合材料。
　　一系列表征(1H NMR，XPS，TEM/SEM)證明兩親共聚物PMMA-b-PO(EO)nMA成功接枝在SiO2納米粒子表面，接枝PMMA聚合物的厚度為10 nm，分子量為42800 g mol?1，多分散性指數(shù)較低(1.32)，兩親共聚物中EO單元數(shù)為2、5和8時，PMMA-b-PO(EO)nMA的厚度分別為16、19和21 nm，分子量也逐漸增加(

4、54300，62100和75400 g mol?1)。制備的SiO2-TiO2復合材料中TiO2以銳鈦礦相存在，并且在高溫條件下，SiO2的存在有利于穩(wěn)定TiO2的銳鈦礦相，HRTEM和氮氣吸–脫附表征表明制備的SiO2-TiO2復合材料核殼間距大小不同。PMMA-b-PO(EO)nMA共聚物的梯度親水性促使TBT分子從PO(EO)nMA到PMMA片段逐步水解，因此能調(diào)控核和殼之間的距離。當EO單元數(shù)是2時，核殼間距為6 nm，當EO單

5、元數(shù)是5和8時，核殼間距為10 nm左右。為了檢測制備樣品的光催化活性，SiO2-TiO2復合材料光催化降解甲基橙，結果表明5 h之后SiO2-TiO2(n=2，450℃)對甲基橙的降解百分數(shù)達到了93％，高于其它的樣品；在800℃煅燒的SiO2-TiO2樣品的催化活性相對高于450℃煅燒的樣品的光催化活性，說明比表面積和結晶度對光催化活性都是比較重要的因素。
　　制備的SiO2-PMMA-PO(EO)nMA和SiO2-TiO2復