聚合物/TiO<,2>光催化功能性复合粒子的制备、结构及降解有机污染物性能的研究

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锐钛型TiO2是目前使用最广泛的光催化降解污染物材料。但TiO2只能利用紫外光的能量以及空穴—电子易复合等缺点导致光催化效率很低;另外,无机TiO2难成型加工,与有机基体相容性差,且很可能在降解污染物的同时降解有机基体,这些缺点严重制约了TiO2作为光催化材料的使用。 本文选择具有吸电子基团的丙烯酸酯类单体(如MMA、MAA等)以及具有共轭结构的苯胺单体(An),建立通过聚合物改性TiO2,制备具有较高光催化性能的、结构稳定的聚合物/TiO2复合粒子的方法。分别以原位乳液聚合法和化学氧化法制备聚丙烯酸酯/TiO复合粒子和PAn/TiO2复合粒子,研究聚合物/TiO2复合粒子的制备、结构及其与光催化降解污染物性能的关系;研究聚合物/TiO2复合粒子抗TiO2催化降解的结构稳定性。 首先,对TiO2进行表面偶联改性,以确保通过偶联剂的桥梁作用,使丙烯酸酯类单体可与TiO2表面形成化学键合。以改性TiO2、MMA和MAA为原料,超声乳液聚合法及机械搅拌乳液聚合法制备了PMMA/TiO2复合粒子和P(MMA-co-MAA)/TiO2复合粒子。FTIR及TGA研究结果表明,MMA和MAA成功接枝在了无机粒子表面。在初始原料相同情况下,与超声乳液聚合法制备的PMMA/TiO2复合粒子相比,机械搅拌乳液聚合法更有利于MMA与改性TiO2的相互反应,使所制备的PMMA/TiO2复合粒子的接枝率和接枝效率分别高到89.9%和95.9%。DSC及GPC测定结果表明,无机粒子的加入更有利于促进MMA与MAA的共聚。化学氧化法制备了An:TiO2比例为5:5、4:6、3:7、2:8和1:9
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