CNTs表面改性与Ti02-CNTs异质结光催化性能.pdfVIP

物理化学学报(WuliHuaxueXuebao) June Acta 咖．一Chim．Sin．2013，29(6)，1327-1335 1327 [Article] doi：10．3866／PKU．WHXB201303212 www．whxb．pku．edu．crl CNTs表面改性与TiO2一CNTs异质结光催化性能 杨汉培 张颖超 傅小飞 宋双双 吴俊明 (河海大学浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室，河海大学环境学院，南京210098) 摘要：碳纳米管(CNTs)混酸(HSOdHNO。，体积比为3：1)超声辅助纯化及氧化植入活性基团--COOH，进一步 借助其转化为酰氯基团，分别于CNTs表面共价嫁接亲水性赖氨酸及亲脂性正十八胺基团，赋予赖氨酸表面改 性CNIs显著水溶(6．85mgm· )和十八胺表面改性CNTs显著醇溶(10．15mgm· )性能．运用低温水热法以 亲水性CNTs复合TiO，溶胶．凝胶法以亲脂性CNTs复合TiO：，观察到复合催化剂光催化性能随CNTs溶剂分 散性能增加而明显提升．运用傅里叶变换红#F(FTIR)、激光拉曼、X射线衍射 (XRD)、Brunauer-Emmett-TelJer低 温氮气吸附、透射电镜(TEM)及X光电子能谱(xPs)等手段表征，系统探讨CNTs的表面改性机制及CNIs溶解 分散性能与复合催化剂的光活性的关联．认为表面改性CNTs借助Ti—O—C键合促进其与纳米TiOz的异质结 合，从而充分利用CNTs的大比表面积及电荷传输性能促进催化剂的污染物光催化降解． 关键词： 碳纳米管：表面修饰： 溶解性能：rio；光催化降解 中图分类号： 0643 SurfaceModificationofCNTsandImprovedPhOtoCataIyticActivityof Ti02-CNTsHeterojunction YANG Han—Pei ZHANGYing—Chao FUXiao—Fei SONG Shuang-Shuang WUJun-Ming (KeyLaboratoryofIntegratedRegulationandResourceDevelopmento?lShallowLakes,MinistryofEducation， CollegeofEnvironment,HohaiUniversity,Nanjing21009PR．China) Abstract： Carbonnanotubes(CNTs)havebeenultrasonicallytreatedwiththemixedacid(H2SO4／HNO3， 3：1，volumeratio)，embeddingtheactive—COOHgroupsontothesurfaceoftheCNTs．Asaresult。the acid-treatedCNTsserveaschemicaIreactorsforsubsequentgraftingofL．1ysineoroctadecylamine(ODA1． 1twas revealedthatL-lysine and ODA covalenUybondto the surface oftheoxidized CNTsthrough amidationofcarboxylicacidgroups (CNTs—COOH)andlysineorODA v／a intermediateacyIchlorides fCNIs-COCO．ThehydrophilicandIipophilicCNTshavehighaquaticandethanoIsolubility,andthe