Keggin型鎢磷酸鹽-氧化物納米粒子復(fù)合膜的制備與光催化研究.pdf

1、近年來(lái),利用微型化化學(xué)組裝和納米工程技術(shù)研制新型的多功能薄膜材料引起了科研工作者們的廣泛關(guān)注。氧化物納米粒子借助其優(yōu)良的光學(xué)、電學(xué)及催化性質(zhì),在構(gòu)筑薄膜納米器件中扮演著重要角色。而多金屬氧酸鹽以其優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)和廣闊的應(yīng)用前景越來(lái)越受到人們的重視。特別是多金屬氧酸鹽由于其獨(dú)特的籠狀結(jié)構(gòu)和電子多樣性,使其能進(jìn)行多個(gè)連續(xù)的可逆多電子還原反應(yīng)生成混合價(jià)雜多藍(lán),呈現(xiàn)了優(yōu)異的光學(xué)、電化學(xué)、電催化和光催化特性,在電化學(xué)和材料化學(xué)等研究領(lǐng)域有著重

2、要意義。將多金屬氧酸鹽和氧化物納米粒子相結(jié)合進(jìn)行多層有序的自組裝,可以使多金屬氧酸鹽和氧化物納米粒子進(jìn)行體相和性質(zhì)的結(jié)合,產(chǎn)生新的、優(yōu)異的光色和電化學(xué)性質(zhì),這不僅能夠進(jìn)一步開(kāi)發(fā)多金屬氧酸鹽和納米材料在材料化學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力,對(duì)于豐富多酸化學(xué)理論也具有極其重要的意義。本文以制備功能化的Keggin型鎢磷酸鹽/氧化物納米粒子多層有序薄膜為主要研究方向,利用層接層自組裝的方法制備兩種復(fù)合膜{PEI/[PW12/TiO2]n)和{PEI/[PW

3、12/PEI/PSS-CdO/PEI]n)。利用循環(huán)伏安法(CV)、紫外光譜(UV-vis)、掃描電鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)和熒光光譜(FL)對(duì)所制備的多層膜進(jìn)行了組成、結(jié)構(gòu)以及性能的研究。
　　 通過(guò)對(duì)多層膜生長(zhǎng)過(guò)程的紫外光譜監(jiān)控,我們發(fā)現(xiàn)膜的形成是層層均一、反復(fù)生長(zhǎng)的過(guò)程。原子力顯微鏡成像結(jié)果表明,多層膜的表面是平坦光滑的,且均勻分布著大量球狀納米粒子。通過(guò)熒光光譜發(fā)現(xiàn),CdO納米粒子的發(fā)光性能在復(fù)合膜{PEI/

4、PW12/PEI/PSS-CdO/PEI]n}中仍然存在。并通過(guò)紫外光譜監(jiān)測(cè)到{PEI/[PW12/PEI/PSS-CdO/PEI]n}復(fù)合膜在紫外燈照射下,延長(zhǎng)光照時(shí)間,在可見(jiàn)光范圍內(nèi)有微弱的光致變色現(xiàn)象。光催化研究結(jié)果表明,與只含有鎢磷酸鹽的單一組分的多層膜相比,負(fù)載納米粒子后的多層復(fù)合膜{PEI/[PW12/TiO2]n}和{PEI/[PW12/PEI/PSS-CdO/PEI]n)表現(xiàn)出更高的光催化活性,對(duì)甲基橙染料均有不同程度的