离子液体@TiO2纳米复合材料的制备及其光催化性能.pdf

《离子液体@TiO2纳米复合材料的制备及其光催化性能.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第33卷第4期应用化学V0l_33Iss．42016年4月CHINESEJ0URNAL0FAPPLIEDCHEMISTRYApr．2016离子液体@TiO2纳米复合材料的制备及其光催化性能于宗龙贾春晓路鑫韩海港辛炳炜(德州学院，山东高校配位化学与功能材料重点实验室山东德州253023)摘要利用一si一0一共价键将离子液体嫁接在纳米TiO：表面，制备离子液体@TiO纳米复合材料，并利用红外光谱、差热分析、元素分析等技术手段进行了分析。光催化性能研究表明，在紫外光照射60min后，[Ctespim]Br@TiO：([C8respire]：Ⅳ_3一(3一三乙氧基硅烷基丙基)4，5一二氢咪唑

2、)复合材料能够将甲基橙100％脱色，明显优于TiOP25的光催化降解性能。同时发现其光催化性能与阴离子类型有密切关系，活性顺序为[C8tespim]Br@TiO2<[Cstespim]PF6@TiO2<[C8tespim]Tf2N@TiO2。关键词离子液体@TiO：纳米复合材料；光催化剂；甲基橙中图分类号：0644．1文献标识码：A文章编号：1000-0518(2016)04-0459-07DOI：10．11944／j．issn．1000-0518．2016．04．150269二氧化钛(TiO：)半导体材料具有光催化活性能高、化学和热力学稳定性能好、环境友好等特点，是当前最具开发潜能

3、的绿色经济环保型光催化剂之一，广泛应用于水污染治理和修复领域¨。但单纯的TiO存在着光催化效率低、催化活性难以调控等问题。因此，开发催化效率高、光催化活性可调的TiO功能材料成为该领域重要发展方向之一，其中对TiO，纳米颗粒表面改性为重要的手段。离子液体(IonicLiquids，ILs)是近年来备受关注的研究领域之一_3J。作为一种环境友好的新型反应介质，不仅可以替代传统有机溶剂，而且具有可设计性和良好的可操作性等独特性能，在功能材料和表面化学领域异军突起。研究发现，离子液体的性质具有明显的离子“开／关”效应：即改变阳离子或阴离子，其性质(如润湿性等)随之改变，如阳离子相同时，阴离

4、子对其疏水性的调控顺序基本为：(CF，s0：)N(Tf2N一)>PF6>CF，so；>C104>NO；>BF；>Br一。目前该性质已被广泛应用于表面润湿性调控、纳米材料改性、有机催化反应等领域，成功构建了多种智能复合材料H引。其次，离子液体具有特殊的稳定性，Stepnowski等和李春喜等研究发现，UV／TiO：、uv／H0等单一体系对于溶液中咪唑型离子液体的降解能力均比较弱。这些独特性质导致离子液体有望成为潜在的优良光催化剂表面修饰物。近年来，利用离子液体改善TiO的光催化性能引起了广泛关注J，主要是利用离子液体作为一种新型绿色模板制备纳米TiO_9J，这不仅可抑制TiO由锐钛矿相

5、向金红石相的转变，增大TiO：的比表面积，以此提高其光催化效率；而且可扩大光吸收范围、降低禁带能¨；同时离子液体具有高度的离子传导率以及极化率，在反应过程中能够作为促进剂加速电子的转移，起到提高催化活性的效果。所有这些均有利于TiO光催化能力的提高。目前，在该领域已经取得了很大进展。然而，对于IL@TiO杂化纳米材料的光催化性能研究鲜有报道。夏星辉等¨研究发现水环境中阴离子cl一、sO一、NO3、HCOf和POi一等对表面活性剂十二烷基苯磺酸钠的光催化降解反应速率具有很大影响，由于离子液体为一种特殊的表面活性剂，因此本文将含[Ctespim](Ⅳ-3-(3一三乙氧基硅烷基丙基)-4，

6、5一二氢咪唑)基的离子液2015~7-28收稿，2015-10—14修回，2015-11-19接受国家大学生创新创业训练计划项目(201410448029)，山东省自然科学基金(ZR2015EM022)，山东省自然科学基金高校、科研单位联合专项资助项目(ZR2013EML003)，德州学院2013年度实验技术立项项目通讯联系人：贾春晓，副教授；Tel：0534—8987866；Fax：0534~985835；E—mail：jiachunxiaodzu@163．tom；研究方向：光催化化学研究共同通讯联系人：辛炳炜，教授；Tel：0534~987866；Fax：0534．8985835

7、；E—mail：bingweixin2@163．con；研究方向：固体表面润湿性及光催化化学研究第4期于宗龙等：离子液体@TiO：纳米复合材料的制备及其光催化性能＼8≈#_gHg基橙溶液中，用于循环实验。2结果与讨论2．1[C8tespim]x@TiO2纳米复合体系的表征图1为[C。tespim]Br@TiO：复合材料的红外光谱图。从图1可以看到，3431．80cm为羟基峰，这应为TiO：P25表面的羟基及样品中吸附的微量水分，2925．81cm为辛烷基中