【硕士】聚氨酯负载二氧化钛纳米管的制备及活性研究

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内容简介

　　【硕士】聚氨酯负载二氧化钛纳米管的制备及活性研究　　授予学位：硕士　　学位授予单位：河南师范大学　　学位年度：2009　　 以Ti02为代表的半导体光催化氧化技术是一种新型污染控制技术。开展纳米Ti02半导体复合改性和负载技术的研究，通过提高电荷分离效率与延伸光激发的能级范围，能提高Ti02光催化的活性；经过负载，能克服纳米粉末催化剂易凝聚、易失活和分离回收困难等缺陷，将有利于光催化技术在实际处理中的推广应用。二氧化钛纳米管由于具有较大的比表面积，而有更高的吸附能力，从而提高了二氧化钛的光电转换效率和光催化性能。所以二氧化钛纳米管作为一种廉价新型的催化剂和吸附剂将得到更加广泛的应用。　　 本论文主要研究Ti02纳米管和聚氨酯负载Ti02纳米管的制备，表征及其光催化作用，从而为负载型纳米管复合半导体光催化剂的制备和实际应用提供理论依据。采用水热法合成纳米管，利用硅烷偶联剂引入特定功能性基团，改进纳米Ti02表面性质，以聚氨酯薄膜作为载体，制成了Ti02．聚氨酯复合光催化材料。运用扫描电子显微镜、X射线衍射等测试手段对样品的形貌、结构和组成进行表征；测定了样品的傅里叶红外光谱和衰减全反射光谱；研究Ti02．聚氨酯复合光催化材料对降解罗丹明B的光催化作用，并就此进行了理论分析。　　 采用水热法合成纳米管，运用透射电子显微镜对纳米管的长度和直径进行表征，发现纳米管的尺寸均匀，平均直径为10mu左右，长度为100～200nm；X射线衍射结果表明，锐钛矿型纳米粉体原料，经化学处理后得到的纳米管的晶型锐钛矿型的特征峰大大减弱。　　 硅烷偶联剂水解后与纳米二氧化钛表面的羟基发生反应，在其表面引入氨丙基硅氧烷基团，改性后的纳米二氧化钛亲油度值高，有机改性效果好；利用甲苯二异氰酸酯对聚氨酯薄膜进行表面活化处理，在其表面引入异氰酸酯基团，借助改性Ti02纳米管表面伯胺基与异氰酸酯基发生反应，使Ti02纳米管负载于聚氨酯薄膜表面，在其表面产生稳定，致密的多层网状Ti02纳米管覆盖层。　　 此外，还比较了改性Ti02纳米管和纯态Ti02纳米管、聚氨酯负载Ti02薄膜和聚氨酯薄膜对罗丹明B光催化降解行为。结果表明，硅烷改性后Ti02纳米管虽然比表面积下降，但仍保持良好的光催化活性；负载型Ti02催化剂对罗丹明B具有很好的光催化降解活性，负载型Ti02催化剂性能稳定，重复使用率高。　　

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