摘要: 节能环保材料是当今各国研究热点。半导体光催化材料有降解污染物的作用，其中TiO2B具有光催化性能稳定、无毒、廉价等优点，在生活应用和环境治理具有巨大潜力。然而，产业化的纳米TiO2只能吸收太阳光紫外线一部分，致使光催化效率不高，并且很难回收... 展开 节能环保材料是当今各国研究热点。半导体光催化材料有降解污染物的作用，其中TiO2B具有光催化性能稳定、无毒、廉价等优点，在生活应用和环境治理具有巨大潜力。然而，产业化的纳米TiO2只能吸收太阳光紫外线一部分，致使光催化效率不高，并且很难回收利用。针对这些不足，本论文首先合成了单分散性聚苯乙烯-二乙烯基多孔聚合物粒子，并以其为模板，钛酸丁酯（TBOT）为前驱体，采用静电吸附自组装方法，制备了TiO2/PS-DVB复合微球，并通过非金属和金属共掺杂对复合微球光催化活性进行了研究。 本文首先采用无皂乳液聚合方法，以苯乙烯（St）、二乙烯基苯（DVB）为单体，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DMC）为共聚单体，偶氮二异丁基脒盐酸盐（AIBA）为引发剂，碳酸氢钾（KHCOB3B）为缓冲剂，水为反应介质，制备了单分散阳离子非球形聚苯乙烯-二乙烯基苯（PS-DVB）粒子。考察了St和DVB质量比、DMC、缓冲剂和反应介质的用量对PS-DVB粒子行貌、粒径分布和电位的影响，并在70℃、mSt为22g、mDVBB为3g、wBDMC B质量分数为2%、wKHCO3质量分数为0.2%的条件下制备出平均粒径为174.1nm、单分散系数为0.069、Zeta平均电位为+42.26mV的非球形PS-DVB粒子；接着以二甲氧基甲烷（FDA）为外交联剂，采用傅克反应制备了多孔聚合物粒子。当FDA用量为3.4mL时，多孔PS-DVB粒子比表面积可达704.17m2/g，氮气脱吸附曲线和BJH法共同证明了聚合物中存在微孔和大孔。 以多孔PS-DVB聚合物粒子为模板，TBOT为钛源，采用静电自组装法制备了TiOB2B/PS-DVB复合微球，通过SEM、TEM、UV–Vis DRS等表征了复合微球结构，并研究了复合微球的光催化性能。研究结果显示，复合微球电位在两小时内都可以实现电性反转，氨水滴加速率为1mL/min和TBOT用量为0.4g时制备的复合微球具有良好的光响应和降解效果，120min时，亚甲基蓝溶液的吸附降解率达49%。 为拓展TiO2/PS-DVB复合微球的可见光催化活性，以三乙胺（TEA）为氮源，钼酸铵为钼源分别制备了N掺杂TiO2/PS-DVB复合微球和N、Mo共掺杂TiO2/PS-DVB复合微球。研究结果显示N掺杂改变了TiO2晶格中Ti和O的化学状态，并已成功进入TiO2晶格内；同时N掺杂也改善了复合微球吸收光谱范围，N、Mo共掺杂也使复合微球吸收带边发生明显的红移，在紫外可见光区域的光吸收强度比N掺杂复合微球进一步提高。当mBTEAB∶mBTBOTB=2∶1时，N掺杂复合微球表现出良好的光催化活性，光照120min时，吸附降解率达到了65%；当钼酸铵用量为TBOT用量10%时，复合微球光催化吸附降解率高达86%。 收起