40000字硕士毕业论文空核纳米二氧化钛有机混合物的点击化学制备及表征

论文类型：硕士毕业论文

论文字数：40000字

论点：空心,二氧化,纳米

论文概述：

近年来，大规模的工业生产和农药、化肥的大量使用，造成了地下水资源的严重污染，成为了一个不可忽视的环境问题。很多学者在地下水污染处理方面做了很多研究，其中纳米二氧化钛因其催

论文正文：

第一章导言

纳米聚合物复合材料制备研究进展
纳米材料是指在纳米尺度三维范围内尺寸小于100纳米的材料空。这个尺寸位于宏观材料和微观原子和分子的转变点之间。宏材质不具备的一些特殊属性将出现在材质中。纳米粒子和亚微米粒子簇是纳米固体的单位成分。纳米粒子具有许多特性，如小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧穿效应、量子尺寸效应等。，这使得纳米材料的物理和化学性质在蒸气压、燃点、磁性、相变温度、化学反应、光学性质、塑性变形和超导性方面有相当大的变化。由于纳米材料的独特性质，纳米科学技术受到越来越多的关注和重视。许多国家投入了大量人力和物力来促进这一学科的发展。
近年来，纳米材料的应用引起了人们极大的兴趣，涉及各个领域，尤其是电化学传感器、涂料添加剂、纳米陶瓷、催化剂、磁性材料、复合材料等应用领域。其中，复合材料发展最快，产业化投资相对较早，是材料研究领域的热点。复合材料是由两种或两种以上物理化学性质不同的材料组成的新材料。它们可以通过物理吸附结合在一起，更多的是通过化学键的作用。它通常由主体、加强体和两者之间的界面组成。每种组分材料将保持相对独立，但复合材料的性能并不是每种组分性能的简单总和，而是在保持每种组分材料某些特性的基础上，通过组分之间的相互作用产生一些综合性能。复合材料在保留原有组分材料某些特性的基础上，通过组分之间的相互补充和相互关联，获得了原有组分所不具备的新的优越性能，从而增加了新材料的设计和应用范围。在许多复合材料中，纳米复合材料近年来在许多国家得到了广泛而深入的研究。
纳米复合材料是指分散相的尺寸至少小于分散相尺寸的复合材料。由于纳米材料的大表面积和强界面相互作用，纳米复合材料表现出与一般宏观复合材料不同的热性能、力学性能、电学性能、光学性能和磁学性能。在这些性能的基础上，复合材料还可能具有一些原有组分所不具备的特殊性能和功能，这为制备多功能材料和高性能材料提供了基础支持。作为一种具有巨大潜在应用价值的新型材料，世界主要发达国家已经将纳米复合材料的发展置于重要地位。它在涂料、陶瓷材料、隐身材料、光学材料、化妆品和制药工业中有一定的应用。纳米复合材料的研究已经成为当今的一个热点。

Di 空心脏二氧化物的制备及性质

1二氧化钱的性质
随着现代科学技术和工业的迅速发展，煤炭、石油和天然气等传统能源的消费正在加速。开发新型替代能源是人类面临的紧迫科学问题之一。阳光被认为是最理想的能源之一。光催化材料可以将太阳能转化为化学能、电能等。和储存，或者直接应用于环境中有毒污染物的处理，具有明显的优势。光催化材料是指在光照条件下能有效促进化学反应，但反应前后不发生变化的物质。然而，随着社会对能源需求的不断增加，由此引发的一系列能源危机和污染问题已经变得越来越迫切需要人们去解决。自从人们发现了秦氏二氧化物电极在紫外光下分解水的性能后，以二氧化钛为代表的半导体材料已经成为研究最广泛的光催化剂类型，纳米二氧化钛材料的应用研究也成为人们关注的热点。它的应用基本上可以分为环境和能源两类。与其他光催化材料相比，二氧化钛在解决环境污染方面具有催化活性好、安全、无毒副作用、性能稳定、成本低、无二次污染等优点。在解决能源危机方面，太阳能具有取之不尽、用之不竭、安全无污染、成本低廉、不受地理条件限制的优点。最近的研究还发现二氧化钛具有表面自清洁和抗生物活性的功能。其中，二氧化钛已在一些领域商业化，并广泛用于自清洁材料、空气体清洁和纯净水领域。可以看出，在不久的将来，二氧化钛等新型高效光催化材料将在人类生产和生活中发挥巨大作用。纳米二氧化钛材料的这些应用不仅取决于氧化铁本身的性质，还取决于氧化铁作为主体的改性，以达到各种应用的目的。正常情况下，氧化铁作为光催化剂只能吸收波长小于400纳米的紫外波段的能量，而紫外波段的量仅占太阳能的5%，这大大限制了二氧化钛的应用。
为了解决这个问题，人们试图掺杂不同的元素来提高氧化铁在可见光波段激发下的催化活性。较为常见的掺杂元素分为两类:一类是金属元素，在性质上用微量金属粒子代替钛，改变电子空空穴复合速率和界面电子转移速度，提高氧化铁在可见光波段的催化活性；第二种是非金元素，如氮、碳、硫、溴等。这些非金属元素被掺杂到二氧化钛的结构中，取代晶格中的氧，从而减小二氧化钛的禁带宽度，提高二氧化钛的光催化活性。

第二章空纳米二氧化铁的制备

2.1简介
空心脏无机颗粒材料具有低密度、高比表面积等诸多优点，其空心脏部分可作为载体包覆其他材料，因此空心脏微球结构材料在医药、生物化学、化工等诸多技术领域具有相对重要的应用前景。其中，二氧化硅(SiO2)、Fe3O4 (Fe304)、氧化前沿(氧化锌)等空核粒子因其独特的应用性能而受到广泛关注。相关研究备受关注空核心粒子结构(二氧化钛)在光催化光化学电池等地方具有良好的应用前景。相关领域的研究工作越来越多。制备空核颗粒最常用的方法是模板法，即无机或有机颗粒用作核，二氧化钛沉积在表面上以制备核壳颗粒。然而，由于用作“钛源”的材料的高水解活性，在颗粒表面上均匀沉积是困难的。适合作为Ti02颗粒核心的材料选择性不宽，通常使用碳球和聚合物微球。纳米碳球为模板，以葡萄糖为原料，葡萄糖分子在高温水热条件下脱水聚合，生成含碳多糖微球，微球表面亲水，有利于Ti02的沉积。该方法相对简单，但由于模板材料自身特性的限制，制备的核壳粒子粒径有限，影响了其应用范围。聚合物微球模板法是苯乙烯单体自聚合制备聚苯乙烯微球的常用方法。由于聚苯乙烯微球的粒径可以在很大范围内调节和控制，因此该方法在制备具有特定粒径的空核颗粒方面具有很大优势。
本文分别用两种方法制备聚苯乙烯球作为模板。四正丁腈水解形成核壳结构。通过焙烧和四氧呋喃溶解两种方法除去聚苯乙烯核，得到空核二氧化钛微球。用x光粉末衍射、环境扫描电子显微镜和透射电子显微镜对核壳结构进行了表征。

第三章空心脏纳米二氧化钛微球的表面改性.............................................37-47[/比尔/] 3.1导言.............................................37-38
3.2.............................................38-40
3.2.1试剂和仪器.............................................38
3.2.2表面改性剂盐酸多巴胺的制备.............................................38[/溴/] 3.2.3空表面叠氮化物.............................................38-39
3 . 2 . 4-端炔基化聚偏二甲酰亚胺聚合物链合成心脏二氧化钛微球.............................................39
3.2.7表征.............................................40
3.3结果和讨论.............................................40-46
3.3.1核磁共振分析.............................................42
3.3.2红外分析.............................................42 [/BR/] 3.3.3透射电子显微镜分析.............................................42-44
3.3.4 X光光电子能谱分析.............................................44
3.4本章概述.............................................46-47
第四章论文摘要.............................................47-49

结论

本文采用模板法制备了
[/k0/]核纳米二氧化钛微球。盐酸多巴胺在空核心二氧化钛微球表面改性。通过“点击”化学技术，聚合物链在表面被改性。TiCg-0-PDE AEMA是在TiCVg-PDEAEMA上季铵化得到的。用聚电解质对纳米二氧化钛微球表面的一系列贵金属(如金、钯、铂)进行改性。
本论文主要完成了以下两个内容:
⑴用微乳液法制备聚苯乙烯球，用浓硫酸磺化其表面，以四正丁氧基铁氧体为模板进行水解包裹，得到PSt/Ti02核壳结构。煅烧得到空核心二氧化钛纳米球结构。x射线衍射分析结果表明，煅烧后的二氧化钛主要为锐钛矿型，含有少量金红石相。透射电子显微镜表面制备的空 Fe2O3微球直径约为200纳米，壁厚为25纳米。
(2)通过“点击”化学方法将聚偏二乙烯-醋酸乙烯酯聚合物链支化应用于溴多巴胺修饰的空核心二氧化钛微球表面，制备出具有酸碱度敏感性的空核心二氧化钛-g-聚偏二乙烯PDEAEMA复合微球。表面聚合物链季铵化，贵金属(金、钯、铂)o通过离子交换和还原掺杂在空核心二氧化钛微球表面的聚合物链之间。傅里叶变换红外光谱结果表明，“点击”反应后，聚合物链成功接枝到空核心二氧化钛微球表面。透射电镜和x光电子能谱分析结果表明，金、钯和铂均掺杂在微球表面的聚合物链上。紫外测试结果表明，复合微球具有酸碱度响应，掺杂贵金属后复合微球的紫外吸收受到不同程度的影响。