PMMA为模板合成多孔TiO2微米球及紫外光催化性能

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研究论文

PMMA为模板合成多孔TiO₂微米球及紫外光催化性能

史慧娟^1,2，陈其凤^1,2，徐耀*^,1，吕宝亮¹，吴东¹

(¹中国科学院山西煤炭化学研究所煤转化国家重点实验室太原 030001)
(²中国科学院研究生院北京 100049)

投稿日期:2010-10-28 修回日期:2010-12-23 发布日期:2010-12-23
通讯作者: 徐耀 E-mail:xuyao@sxicc.ac.cn
基金资助:
煤转化国家重点实验室自主研究项目

PMMA-Templated Synthesis of Porous TiO₂ Micro-Spheres and Application in Photocatalysis

Shi Huijuan^1,2 Chen Qifeng^1,2 Xu Yao*^,1Lü Baoliang¹ Wu Dong¹

(¹State Key Laboratory of Coal Conversion, Institute of Coal Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Taiyuan 030001)
(²Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049)

Received:2010-10-28 Revised:2010-12-23 Published:2010-12-23

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摘要/Abstract

以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)球为模板, 用溶剂热法制备了具有多孔结构的TiO₂微米球. 用扫描电镜、X射线衍射、N₂-吸脱附、热重分析对样品进行表征, 并通过对亚甲基蓝的紫外光催化降解评价样品的光催化性能. 结果表明, 样品为单分散的锐钛矿晶型TiO₂球形颗粒, 其直径在4 μm左右, 溶解法去除PMMA模板后得到以微孔为主的多孔TiO₂微米球, 若再对其进行水热处理, 则样品中大部分微孔转变为中孔, 得到以中孔为主的多孔TiO₂微米球. 水热处理后, 样品结晶度好, 热稳定性高, 比表面积为138 m²•g^－1, 对亚甲基蓝(MB)的光催化降解效果较好, 光照40 min后降解率达到97.4%.

关键词: PMMA, 多孔结构, TiO₂微米球, 亚甲基蓝, 紫外光催化

Micrometer-scaled TiO₂ spheres were successfully synthesized with poly(methyl methylacrylate) (PMMA) template by solvothermal treatment using titanium n-butoxide and acetic acid as reactants. The obtained TiO₂ spheric materials were characterized by scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), N₂adsorption-desorption and thermogravimetric analysis (TGA). The ultraviolet photocatalytic activity of the obtained materials was evaluated by decomposing methyene blue. The SEM result showed that the obtained samples were uniform anatase TiO₂ spheres with diameter about 4 µm. PMMA in samples were removed by calcination or dissolution methods. The BET specific surface areas differed with the treatment methods. The sample possessed specific surface areas of 138 m²•g^－1 and porous structure when the PMMA in the sample was dissolved by ethyl acetate before hydrothermal. The TiO₂ spheric material exhibited a good photocatalytic activity, the degradation rate was about 97.4% after 40 min irradiation by UV light.

Key words: PMMA, porous structure, TiO₂ microspheres, methylene blue, ultraviolet photocatalysis

引用此文

史慧娟, 陈其凤, 徐耀, 吕宝亮, 吴东. PMMA为模板合成多孔TiO₂微米球及紫外光催化性能[J]. 化学学报, 2011, 69(08): 863-869.

SHI Hui-Juan, CHEN Qi-Feng, XU Yao, LV Bao-Liang, WU Dong. PMMA-Templated Synthesis of Porous TiO₂ Micro-Spheres and Application in Photocatalysis[J]. Acta Chimica Sinica, 2011, 69(08): 863-869.

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