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光化学以其能耗低、环境污染小、操作安全和可持续发展战略上的优势已广泛应用于聚合物和纳米无机材料的制备上。本文以光化学合成技术为基础,采用光引发分散聚合的方法,制备了聚甲基丙烯酸甲酯微球,并且以微球为模板诱导构筑了SnO2微/纳结构,其中包括PMMA/SnO2复合材料,SnO2有序多孔薄膜和SnO2空心微球结构。主要工作和取得的主要实验结果如下:
1.利用光引发分散聚合的方法,在一个密封体系,以甲基丙烯酸甲酯(MMA)为单体,偶氮二异丁腈(AIBN)为光引发剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为分散剂,乙醇—水混合物为反应介质,采用8W的紫外灯为引发光源制备了粒径分布较窄的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)微球。通过激光粒度分析仪和扫描电镜表征探讨了引发剂的种类和浓度,分散剂的种类和浓度,反应介质中乙醇和水的比例改变对微球粒径和粒径分布的影响。使用偶氮二异丁腈(AIBN)为光引发剂,采用8W的紫外灯为引发光源,将不同质量的SnO2样品包覆在PMMA里面,利用非液滴内成核法制备PMMA/SnO2有机无机杂化材料,检测其对罗丹明B的降解效果。
2.使用偶氮二异丁腈(AIBN)为光引发剂,采用8W的紫外灯为引发光源,将不同质量的SnO2样品包覆在PMMA里面,利用非液滴内成核法制备PMMA/SnO2有机无机杂化材料,检测其对罗丹明B的降解效果。以聚甲基丙烯酸甲酯微球为模板,SnSO4为锡源,以质量分数为1%的硫酸为介质,利用光化学法在溶液内部成功的构筑了SnO2空心微球。以罗丹明B为目标降解物,在8W的低功率紫外灯下,120min内SnO2空心微球对于罗丹明B的降解率达到了96%。
3.将SnSO4和稀硫酸混合配制成前驱体溶液,利用低功率紫外灯辐照诱导气液界面反应来制备纳米多孔SnO2.当前驱体溶液的浓度在0.1~0.8M之间时,纳米多孔SnO2的比表面积控制在13~203 m2·g-1之间.随着比表面积的增加,SnO2样品对于曙红B和罗丹明B的光催化降解性能也呈现增大的趋势。
4.以聚甲基丙烯酸甲酯微球为模板,SnSO4为锡源,分别以质量分数为1%,3%,5%的硫酸为介质,利用光化学法在气-液界面成功构筑了SnO2有序多孔薄膜。通过8W的低功率紫外灯,对SnO2有序多孔薄膜的光催化性能进行了表征。以曙红B作为目标降解物,SnO2有序多孔薄膜对曙红B的降解效率在30min内达到了80%以上,且随着前驱体溶液浓度的升高以及SnO2有序多孔薄膜的多层叠加,样品对于曙红B的降解效率也都随之增加。将SnO2有序多孔薄膜放置于目标降解液内部,由于液体内部光强很弱,导致降解效率降低。