聚氨酯負載二氧化鈦納米管的制備及其光催化活性研究.pdf

1、以TiO2為代表的半導(dǎo)體光催化氧化技術(shù)是一種新型污染控制技術(shù)。開展納米TiO2半導(dǎo)體復(fù)合改性和負載技術(shù)的研究，通過提高電荷分離效率與延伸光激發(fā)的能級范圍，能提高TiO2光催化的活性；經(jīng)過負載，能克服納米粉末催化劑易凝聚、易失活和分離回收困難等缺陷，將有利于光催化技術(shù)在實際處理中的推廣應(yīng)用。二氧化鈦納米管由于具有較大的比表面積，而有更高的吸附能力，從而提高了二氧化鈦的光電轉(zhuǎn)換效率和光催化性能。所以二氧化鈦納米管作為一種廉價新型的催化劑和吸

2、附劑將得到更加廣泛的應(yīng)用。 本論文主要研究TiO2納米管和聚氨酯負載TiO2納米管的制備，表征及其光催化作用，從而為負載型納米管復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑的制備和實際應(yīng)用提供理論依據(jù)。采用水熱法合成納米管，利用硅烷偶聯(lián)劑引入特定功能性基團，改進納米TiO2表面性質(zhì)，以聚氨酯薄膜作為載體，制成了TiO2-聚氨酯復(fù)合光催化材料。運用掃描電子顯微鏡、X射線衍射等測試手段對樣品的形貌、結(jié)構(gòu)和組成進行表征；測定了樣品的傅里葉紅外光譜和衰減全反射光

3、譜；研究TiO2-聚氨酯復(fù)合光催化材料對降解羅丹明B的光催化作用，并就此進行了理論分析。 采用水熱法合成納米管，運用透射電子顯微鏡對納米管的長度和直徑進行表征，發(fā)現(xiàn)納米管的尺寸均勻，平均直徑為10nm左右，長度為100～200nm；X射線衍射結(jié)果表明，銳鈦礦型納米粉體原料，經(jīng)化學處理后得到的納米管的晶型銳鈦礦型的特征峰大大減弱。 硅烷偶聯(lián)劑水解后與納米二氧化鈦表面的羥基發(fā)生反應(yīng)，在其表面引入氨丙基硅氧烷基團，改性后的納米

4、二氧化鈦親油度值高，有機改性效果好；利用甲苯二異氰酸酯對聚氨酯薄膜進行表面活化處理，在其表面引入異氰酸酯基團，借助改性TiO2納米管表面伯胺基與異氰酸酯基發(fā)生反應(yīng)，使TiO2納米管負載于聚氨酯薄膜表面，在其表面產(chǎn)生穩(wěn)定，致密的多層網(wǎng)狀TiO2納米管覆蓋層。 此外，還比較了改性TiO2納米管和純態(tài)TiO2納米管、聚氨酯負載TiO2薄膜和聚氨酯薄膜對羅丹明B光催化降解行為。結(jié)果表明，硅烷改性后TiO2納米管雖然比表面積下降，但仍保持