水热法制备PP⁃TiO2复合纳米粒子及其可见光光催化降解性能
2021-12-02任艳蓉王延鹏张士华
化学研究 2021年6期
任艳蓉,王延鹏,张士华,丁 涛
(河南大学化学化工学院,阻燃与功能材料河南省工程材料实验室,河南开封475004)
目前,环境污染是人类面临的主要生存挑战,人们越来越重视环境治理的问题。发展一种绿色、高效、可持续的光催化降解剂是科研工作者们亟需解决的问题[1]。TiO2因具有较高的光活性、化学稳定性、可持续性和无毒性而成为最受欢迎的光催化剂[2-4]。但是作为宽禁带半导体的 TiO2只能吸收380 nm以下的紫外波段,该缺陷大大限制了TiO2在实际中的应用[5-6]。 因此,对 TiO2进行改性,将其吸收波长范围扩展到可见光区域来开发新型的光催化材料引起了人们极大兴趣[7-9]。
由于有机高分子与无机颗粒组成的纳米复合材料具有良好的物理化学性能和应用潜力,近年来,利用聚合物偶联改性TiO2降解有机污染物的研究工作逐渐增多[10-13]。一些关于有机聚合物和TiO2的复合材料的研究先后被报道。有机共轭聚合物本身具有较低的带隙能,且具有结构多样性、功能化强和合成简单等优势,因此共轭聚合物是制备TiO2复合材料的理想选择[14]。但是共轭聚合物的制备复杂,加工条件苛刻,不利于大规模生产。LEI等[15]设计了一种凝聚与控制降解相结合的方法,以廉价的聚乙烯醇(PVA)和商用TiO2⁃P25为原料,制备了一种PVA⁃TiO2纳米复合光催化剂。在热的作用下,聚集在TiO2表面的PVA分子链降解成共轭结构,通过PVA与TiO2的界面C-O-Ti键附着在TiO2表面。最重要的是,界面C-O-Ti键可以作为电子传递途径,加速受激电子从共轭结构向TiO2的转移,从而显著提高纳米复合光催化剂的光催化效率。……
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