【摘 要】
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采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛（TiO2）,在制备过程中加入一定量的聚丙烯腈/二甲基亚砜溶液（PAN/DMSO）以制备聚丙烯腈/二氧化钛（PAN/TiO2）纳米复合微粒,制得的纳米复合微粒经热处
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采用溶胶-凝胶法制备纳米二氧化钛（TiO2）,在制备过程中加入一定量的聚丙烯腈/二甲基亚砜溶液（PAN/DMSO）以制备聚丙烯腈/二氧化钛（PAN/TiO2）纳米复合微粒,制得的纳米复合微粒经热处理后得到环化聚丙烯腈/二氧化钛（CPAN/TiO2）纳米复合微粒。采用透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、比表面积（BET）、紫外-可见漫反射吸收光谱（UV-vis DRS）、荧光发射光谱（PL）、X射线光电子能谱（XPS）、拉曼光谱（Raman）等手段对CPAN/TiO2纳米复合微粒及纳米TiO2进行了表征测试。结果表明,经PAN改性后的纳米TiO2,其晶型没有发生变化,仍为锐钛矿型;而粒径减小,比表面积有明显的增大;CPAN/TiO2纳米复合微粒在可见光区的吸收均高于纳米TiO2,且随着CPAN与TiO2复合比例的增大而逐渐增强;随着热处理温度升高,热处理时间的延长,CPAN/TiO2纳米复合微粒对可见光区的吸收呈先增强后减弱的趋势,在热处理温度为270℃,热处理时间为1.0 h时,CPAN/TiO2纳米复合微粒对可见光吸收最强,有利于其对可见光的吸收。环化聚丙烯腈的共轭结构具有良好的电子传导性,其有效的降低了光生电子-空穴复合几率,利于光催化活性的增强。以甲基橙为模型污染物,考察了CPAN/TiO2纳米复合微粒制备过程中PAN与TiO2的质量比、CPAN/TiO2热处理温度、CPAN/TiO2热处理时间等因素对CPAN/TiO2纳米复合微粒可见光催化活性的影响,结果表明,PAN与TiO2的质量比为1:300、CPAN/TiO2热处理温度为270℃、热处理时间为1.0 h时,CPAN/TiO2纳米复合微粒可见光下催化活性最佳,且降解甲基橙溶液的反应速率是纳米TiO2的33倍。研究了CPAN/TiO2纳米复合微粒降解甲基橙的循环实验,其结果表明,随着循环降解次数的增加,CPAN/TiO2纳米复合微粒的光催化活性并没有太大变化,稳定性较好,具有很好的应用价值。探讨了CPAN/TiO2纳米复合微粒的可见光催化机理。
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