本课题利用Nafion薄膜作模板合成单分散TiO2和CdS纳米晶体粒子。研究Nafion薄膜的纳米级孔笼内单分散粒子的形成机理,探索镶嵌在Nafion薄膜中粒子在薄膜流变温度以下获得足够能量用以克服析晶活化能转变成光催化活性高的晶体的途径,利用高分辨透射电镜(HRTEM)、X射线衍射(XRD)和紫外可见光谱(UV-VIS)等对嵌在薄膜中的纳米粒子进行结构表征。研究结果表明Nafion膜对纳米粒子负载量的主要影响因素是溶胀作用与前驱体协同效应,同时溶剂极性和薄膜含水量对负载量也影响相当大;本课题首次使用硫代乙酰胺(TAA)代替传统无机硫源(H2S、Na2S)合成CdS纳晶,研究了各种硫源的组装机理,克服了常规技术存在的CdS纳晶趋于膜表面富集的缺点,得到了有利于光催化传质需要的体相均匀分布CdS/Nafion;研究了多种Nafion膜内纳米粒子晶化途径,找到了简单可靠的水热晶化法,TiO2纳晶最高负载量达43%(wt);初步探索了TiO2/Nafion、CdS/Nafion作为光催化剂降解水中模拟污染物的活性,在本实验条件下最高降解率达86%。
英文主题词monodisperse;crystal;nanometer;photocatalysis;membrane