原位光催化聚合制备聚(N-乙烯基咔唑)/TiO2纳米复合材料及其光催化性能

TiO2作为光催化剂在工业废水、环境污染物处理等多个领域具有广阔的应用前景,但TiO2粉末易团聚,主要以悬浮态存在于水溶液中,回收性差,而回收不完全易导致二次污染,这极大限制了其在实际工业化中的应用.本研究通过紫外光照射纳米TiO2直接催化N-乙烯基咔唑原位聚合反应合成聚(N-乙烯基咔唑)/TiO2纳米复合材料(PVK/TiO2),利用NMR、TEM、XRD、FTIR、紫外可见吸收光谱仪、荧光分光光度法等对复合材料进行了性能测试和结构表征.结果表明:纳米TiO2对N-乙烯基咔唑单体具有很高的光催化活性,在紫外光照射下无需外加光引发剂即可引发单体的聚合反应;经洗涤预处理的纳米TiO2粒子在复合材料中呈颗粒状且分散均匀;随着TiO2含量的增加,复合材料荧光淬灭效应明显增强.本工作首次发现PVK在紫外光照条件下对甲基橙具有显著的光催化降解活性,且相比于单独的纳米TiO2或PVK,PVK/TiO2复合材料在同等条件下降解甲基橙的性能更优,说明PVK显著提高了TiO2的光催化降解性能.借助PVK优良的耐热、耐腐蚀、成膜性能以及高力学强度的优势,PVK/TiO2复合材料可被制成粉状、膜状、纤维状、管状等多种光催化降解器件,具有良好的工业化应用前景.