四方排列有序AgTiO2空心微球的制备及光催化性能.pdf

刘玮洁 等：四方排列有序Ag／TiOz空心微球的制备及光催化性能 四方排列有序 Ag／TiO 空心微球的制备及光催化性能 刘玮洁 ，孙正昊 ，邹 博 ，崔海宁 (1．长春工业大学 基础科学学院，吉林 长春 130012；2．吉林大学 化学学院，吉林 长春 130012) 摘 要 ： 采用低温垂直沉积法制备 了聚苯 乙烯 (PS) 以改变 TiO 的光催化性能 引。但是一些贵金属 胶体模板 ，由于低温下粒子热运动受到抑制 ，排列时发 比如金、铂 、钯都非常 昂贵 ，在实际工业生产 中很难使 生位错 ，因此模板 中存在大面积 四方排 列结构。然后 用，因此实际应用价值更强的银引起 了人们的广泛关 采用化学镀法、溶胶一凝胶法在 PS微球表面依次沉积 注 。，。 银纳米粒子、纳米 TiO ，最后 高温煅烧除去模板制备 我们 曾经报道过六方排列有序 Ag／TiO 空心微 了四方排 列有序 Ag／TiO 空心微球 。通过扫描 电镜 球材料的制备及其光催化特性研究[1。在实验 中发 (SEM)、X射线衍射 (XRD)对样品进行表征。结果表 现，通过改变条件还可 以得到 四方排列有序 Ag／TiO 明这种材料很好地保持 了模板的四方排列，具有高度 空心微球材料 。本文采用低温垂直沉积法制备了大面 有序 的纳米结构。选择 降解甲基橙溶液来检验样品的 积 四方排列 PS胶体模板 ，结合化学镀法 、溶胶一凝胶法 光催化性能，并与纳米 TiO 薄膜、四方排列 TiO 空 制备了四方排列有序 Ag／TiO。空心微球 ，并研究了它 心微球 的光催化性能进行 比较 ，结果表 明四方排列 的光催化性能 。 Ag／TiO 空心微球具有最佳 的光催化性能。这是有 2 实 验 序空心纳米结构和银纳米粒子的沉积共 同作用的结 果 。 2．1 仪器与试剂 关键词 ： 四方排列；纳米 TiO ；光催化 ；有序结构 ；大 H一8100型透射 电子显微镜 (日本 日立公 司)； 孔材料 XL30ESEM FEG场发射扫描电镜仪 (日本 FEI／Phil— 中图分类号 ： O643 文献标识码 ：A ips公司)；LabXXRD-6000型 X射线衍射仪 (日本 文章编号i1001—9731(2012)O7一O915—04 Shimadzu公司)；VarianCary500紫外一可见分光光 度计 (美 国varian公司)。 1 引 言 实验中所有试剂均由上海化学试剂公司提供 ，且 TiO 作为一种光催化剂具有化学性质稳定、光催 为分析纯：钛酸 四丁酯，冰醋酸，乙醇，硝酸银，氨水， 化活性高、降解有机物彻底、不产生二次污染等优 点， 盐酸 ，酒石酸钾钠 ，硫化亚锡 ，甲基橙 ，苯乙烯 ，过硫酸 受到广泛关注[1]。然而，TiO。的光量子产率低、光谱 钾，甲基丙烯酸，碳酸氢钠 。所有溶液都用高纯度去离 响应范围窄、固定化条件苛刻等缺点极大制约 了它 的 子水制备。 实用化和工业化。迄今为止 已经报道 了很 多提 高 2．2 样品制备 TiO。光催化能力 的方法 ，比如说掺杂 、控制结构与形 采取无皂乳液聚合法 制备 了单分散的PS胶体 貌 、TiO 粒子表 面功能化、减小粒径 至纳米级 等 微球 ，然后采用低温单基底垂直沉积法制备四方排列 等 Ⅲ]。 的胶体晶体模板 。具体做法如下 ：PS微球和去离子水 实验证 明有序大孔 TiO 通常会表现 出比块状