PVC衍生物修饰改性纳米TiO2的可见光光催化活性的研究

论文摘要

采用聚氯乙烯（PVC）溶液浸渍法制备TiO2/PVC纳米复合微粒,在150℃下热处理TiO2/PVC纳米复合微粒2h,使微粒表面的PVC脱除HCl形成具有共轭结构的聚合物（CP-PVC）,得到TiO2/CP-PVC纳米复合微粒。用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱仪（XPS）、紫外可见漫反射仪（UV-vis DRS）、傅立叶红外光谱仪（FTIR）,拉曼光谱仪（Raman）等表征手段对TiO2/CP-PVC纳米复合微粒及TiO2纳米微粒进行表征。结果表明,具有共轭结构的聚合物附着在TiO2表面,显著提高了TiO2/CP-PVC纳米复合微粒的可见光吸收能力,但几乎没有改变其粒径和晶型。以罗丹明B为模型有机污染物,考察了TiO2/CP-PVC纳米复合微粒在可见光下的光催化活性和稳定性,结果表明TiO2/CP-PVC纳米复合微粒具有优异的可见光催化活性和稳定性。研究了制备条件（例如PVC与TiO2质量比、热处理温度、碘掺杂等）和可见光催化降解条件（例如罗丹明B溶液浓度、pH值、催化剂的用量等）对TiO2/CP-PVC纳米复合微粒在可见光下光催化降解性能的影响。结果表明,当PVC与TiO2的质量比为1:100及热处理温度为150℃时,复合微粒具有最佳的光催化能力;掺杂碘可以提高复合微粒的光催化活性;罗丹明B溶液浓度、催化剂的用量、溶液的PH值、捕捉剂都会影响TiO2/CP-PVC复合微粒的光催化性能。采用溶液浇铸法制备含有纳米TiO2的PVC薄膜,在较高温度下进行热处理制备共轭聚合物为基体、TiO2为分散相的复合薄膜CP-PVC-TiO2,采用SEM、XRD、UV-vis DRS、FTIR等进行分析表征。以罗丹明B为模型有机污染物考察薄膜在可见光催化活性。结果表明,处于聚合物薄膜中的TiO2的尺寸和晶型没有发生明显变化;CP-PVC-TiO2薄膜在可见光范围内下具有强的光吸收;CP-PVC-TiO2复合膜具有优异的可见光催化能力和稳定性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景
• 2 的催化降解机理'>1.2 Ti0₂的催化降解机理
• 2 的用途'>1.3 纳米Ti0₂的用途
• 1.3.1 空气净化
• 1.3.2 抗菌杀菌
• 1.3.3 污水处理
• 1.3.4 防雾、防露、防污自洁
• 1.3.5 在防晒化妆品中的应用
• 1.3.6 随角异色效应涂料
• 1.3.7 还原重金属离子
• 1.3.8 静电屏蔽材料
• 1.3.9 隐身材料
• 2 作为光催化剂存在的问题及改性方法'>1.4 纳米Ti0₂作为光催化剂存在的问题及改性方法
• 1.4.1 金属离子掺杂
• 1.4.2 非金属离子掺杂
• 1.4.3 贵金属沉积
• 1.4.4 半导体复合
• 1.4.5 表面光敏化
• 2'>1.4.6 导电高分子改性纳米Ti0₂
• 1.5 PVC 的概述
• 1.6 导电聚合物/无机纳米复合微粒的制备
• 1.6.1 溶胶-凝胶法
• 1.6.2 插层复合法
• 1.6.3 模板合成法
• 1.6.4 电化学方法
• 1.6.5 自组装技术
• 1.6.6 原位聚合法
• 1.6.7 共混法
• 1.7 本课题的提出和拟研究的主要内容
• 2/CP-PVC 复合微粒的制备、表征及可见光光催化性能的研究'>第2章 Ti0₂/CP-PVC 复合微粒的制备、表征及可见光光催化性能的研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 复合微粒的制备
• 2.1.4 复合微粒的表征
• 2.1.5 复合微粒的可见光光催化性能测试
• 2.1.6 反应条件对复合微粒光催化性能的影响
• 2.2 结果和讨论
• 2.2.1 催化剂的表征
• 2.2.2 催化剂的光催化活性
• 2.2.3 不同反应条件对光催化活性的影响
• 2.2.4 可见光下复合微粒降解甲基橙的研究
• 2/CP-PVC 复合微粒的光催化稳定性'>2.2.5 Ti0₂/CP-PVC 复合微粒的光催化稳定性
• 2.2.6 光催化机理分析
• 2.3 本章小结
• 2复合膜的制备、表征及可见光光催化性能的研究'>第3章 CP-PVC/Ti0₂复合膜的制备、表征及可见光光催化性能的研究
• 3.1 实验
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 实验仪器
• 3.1.3 复合微粒的制备
• 3.1.4 复合微粒的表征
• 3.1.5 复合膜的光催化活性评价
• 3.1.6 复合膜的催化稳定性测试
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 复合膜的表征
• 3.2.2 复合膜的光催化性能
• 3.2.3 复合膜光催化稳定性
• 3.3 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢