含吡啶单元给体-受体-给体型共轭聚合物/TiO2空心球复合物的制备及其光催化活性研究∗
2021-11-30如仙古丽加玛力邹东娜马热亚木尼亚孜刘列列吐尔逊阿不都热依木
如仙古丽·加玛力,邹东娜,马热亚木·尼亚孜,刘列列,吐尔逊·阿不都热依木†
(1.新疆大学 化工学院,新疆 乌鲁木齐 830046;2.新疆大学 化学学院,新疆 乌鲁木齐 830046)
0 引言
近年来,TiO2、ZnO、CdS、和SnO2等无机半导体光催化剂在水污染物的处理中引起了广泛的关注[1−2],其中锐钛矿型TiO2是常用的光催化剂.然而,由于锐钛矿型TiO2的带隙相对较宽(3.2 eV),使得其只能吸收地球表面太阳光谱一小部分(5%)的紫外光,锐钛矿型TiO2在太阳光照射下催化性能并不理想.此外,由于光生电子空穴对的快速复合过程,使TiO2光催化剂的量子效率较低[3],也限制了其实际应用.研究发现,低能带隙的π-共轭聚合物具有较高的电子迁移率和导电性,容易激发光子,与TiO2进行复合能够增强复合材料的光催化性能[4−6].π-共轭聚合物中,给体-受体-给体(D-A-D)型共轭聚合物由于其低带隙π-共轭特性在光电材料领域有着广泛的应用[7].本研究以2,5-二(2-(3,4-乙撑二氧噻吩))基吡啶为单体,采用单体与TiO2空心球不同质量比(1︰2、1︰3和1︰4)的复合方法,制备了含吡啶单元低带隙给体-受体-给体(D-A-D)型共轭聚合物聚(2,5-二(2-(3,4-乙撑二氧噻吩))基吡啶)与TiO2空心球的复合物.由于聚(2,5-二(2-(3,4-乙撑二氧噻吩))基吡啶)中,富电子环3,4-乙撑二氧噻吩单元为给体(Donor)单元与缺电子环吡啶单元为受体(Acceptor),形成给体-受体-给体(D-A-D)型结构,其在可见光区域产生具有高电荷载流子迁移率.因此,聚(2,5-二(2-(3,4-乙撑二氧噻吩))基吡啶)将有利于TiO2空心球中电子的注入和光生载流子的分离,将TiO2波长响应拓展至可见光区.基于此,通过在……