层层自组装PU/PSS/{201}TiO2复合薄膜及其光催化性能

程亚萍，褚佳，刘依炯，马晶

(1.西安科技大学 化学与化工学院，陕西 西安 710054；2.西安建筑科技大学 化学工程与工艺系，陕西 西安 710054)

长期以来，工业印染类废水已成为废水处理的难点和研究热点，用化学、生化等处理法除净率低，且具有破坏性[1-4]。TiO2光催化剂被发现可以分解水，引起了人们对其在光催化领域的应用研究和广泛重视[5-8],但TiO2在实际处理废水过程中，面临易团聚、易流失和不易回收利用等基本问题。对TiO2进行改性，或者选取合适的基底用于TiO2的载体，成为提高TiO2催化效率的有效途径[9-10]。

本文将层层自组装技术(LbL)引入到TiO2改性中，引入高分子材料聚氨酯(PU)和聚苯乙烯磺酸钠(PSS)，利用静电相互吸引，制备(PU/PSS/{201}TiO2)n复合薄膜，以亚甲基蓝(MB)溶液为降解物，研究了复合薄膜的光催化性能以及重复利用率。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

钛酸四丁酯、氢氟酸、浓硫酸、双氧水、无水乙醇、亚甲基蓝、冰醋酸、N,N-二甲基甲酰胺、聚苯乙烯磺酸钠(PSS，分子量约为70 000)均为分析纯；聚氨酯(PU，分子量约为50 000)；去离子水，自制。

XRD-6000型X射线衍射仪(XRD)；S4800型扫描电镜；PE-3010紫外可见分光光度计(UV-Vis)；Renishaw InVia Reflex拉曼光谱仪。

1.2 催化剂制备

1.2.1 {201}TiO2的制备 12 mLN,N-二甲基甲酰胺与8 mL冰醋酸磁力搅拌10 min，分散均匀。滴加0.5 mL钛酸四丁酯，磁力搅拌30 min。添加0.2 mL HF，反应0.5 h。将混合溶液转移到内衬100 mL的聚四氟乙烯反应釜中，在200 ℃下的烘箱中结晶12 h， 自然冷却。用蒸馏水和无水乙醇反复洗涤，然后于60 ℃下干燥，即得到高晶面指数{201}TiO2材料。

为了方便比较，根据文献中报道的合成方法合成常规TiO2[11]。

1.2.2 (PU/PSS/{201}TiO2)n复合薄膜的制备 将载玻片(76.2 mm × 25.4 mm × 1.1 mm)用Piranha溶液(浓H2SO4和H2O2按3∶1体积比配制)处理后，在超声中用水清洗20 min，取出自然风干,处理过的载玻片表面带负电荷。……