文献综述 纳米树脂复合材料的制备及其光催化性能研究.docx
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文献综述纳米树脂复合材料的制备及其光催化性能研究
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1研究目的和意义
自二十世纪80年代Roy等人提出纳米复合材料的概念以来，聚合物基纳米复合材料就以其优异的性能和巨大的发展潜力引起了人们的广泛关注，尤其是近几年，人们进行了大量的实验研究[1,2]和工业应用[3]，相继报告了多种聚合物基纳米复合材料的制备方法与性能[4]。
由于纳米微粒独特的效应，使其物理和化学性能方面呈现出不同的性质，将纳米材料与复合材料结合起来，所构成的纳米复合材料兼有纳米材料和复合材料的优点，因而引起科学家的广泛关注和深入的研究。
纳米复合材料的基体不同，所构成的复合材料类型也不同，如：
金属基纳米材料、陶瓷基纳米材料、聚合物基纳米材料，特别是聚合物基纳米材料，由于其加工的优势，使得在理论研究和应用方面都得到了迅速的发展。
聚合物基纳米复合材料（PolymericNanocomposite）是指以高聚物为基体，与金属、无机非金属以及有机物纳米微粒等进行级复合而得到的一种性能优异的材料，它是以高分子为基体（连续相），分散相中至少有一维小于100nm的新型复合材料。
由于纳米材料平均粒径微小、表面原子多、比表面积大、表面能高，导致其性质既不同于单个原子、分子，又不同于普通的颗粒材料，因而显示出独特的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应，同时赋予聚合物基纳米复合材料许多特殊性质，例如同步增韧增强效应、高强度、高模量、光电转换、高效催化、紫外光屏蔽等。
这种复合材料既有高聚物本身的优点，又兼备了纳米粒子的特异属性，因而使其在力学、催化、功能材料（光、电、磁、敏感）等领域内得到应用，甚至出现全新的性能和功能[5]。
聚氨酯（PU）是一种介于橡胶和塑料之间的新型合成材料，具有优异的耐磨性能、高强度、耐腐蚀、耐冲击性能好等特点。
此外，它的吸震、减震效果好、负重容量非常大，广泛应用于汽车、电子、机械及医疗等领域。
纳米粒子具有与宏观颗粒所不同的特殊的体积效应、表面界面效应和宏观量子隧道效应等，因而表现出独特的光、电、磁和化学特性，与普通改性聚合物相比，聚氨酯/纳米复合材料力学性能有较大提高,利用纳米独特的性能改性聚氨酯已成为现在研究的热点。
光催化氧化技术是利用半导体光催化剂经光照产生的强氧化性物质对有机污染物进行降解，具有反应条件温和、反应速度快、二次污染小等优点，因而备受关注。
目前常见的半导体光催化剂有TiO2、ZnO、SnO2、CdS等，其中纳米TiO2以其无毒、高效、稳定等特点，具有广阔的应用前景，但纳米TiO2分离难、回收难、成本高的问题制约了其在工业化中的应用。
为解决上述问题，近年来人们将纳米TiO2与不同材料进行复合，制备出不同类型的复合光催化剂。
常见的与纳米TiO2复合的载体材料包括分子筛、活性炭、沸石、海泡石、硅藻土、各种合成孔纳米材料以及有机纳米钛交联蒙脱石复合材料。
2高分子纳米复合材料研究现状
纳米材料的概念自从二十世纪中叶被科学界提出后便得到了广泛重视和深入发展。
20世纪70年代美国康奈尔大学Granqvist和Buhrman利用气相凝集的手段制备出纳米颗料；1989年西德教授Gleiter利用惰性气体凝集的方法制备出纳米颗粒。
1990年，世界金属材料会议开始设立“纳米结构材料”专题；1992年世界上第一本纳米结构材料杂志问世；从1992年开始，两年一届的世界纳米材料会议分别在墨西哥、德国、夏威夷、瑞典举行。
上述重要活动表明纳米材料逐惭成为世界材料研究的热点。
1992年美国启动“总统倡导的材料R&D项目”，旨在促进超细及纳米材料的商业化。
1997年美国、日本及西欧政府投入纳米技术开发经费约3.6亿美元，日本M工TI每年投入约5000万美元，用于基础及应用开发。
我国对纳米材料的研究也已经被列入攀登计划、“863”计划、攻关计划和火炬计划等。
可见各国对发展这一高科技领域的重视程度[6]。
由于纳米复合材料独特而新颖的性能，世界各国都开始将此作为一个研究重点来把握。
将纳米粒子（如SiO2、CaCO3和TiO2等）均匀分散于聚合物基体中，便可制得聚合物/无机纳米粒子复合材料。
此类材料国内外研究较多，德国、美国、日本等对纳米SiO2、Al2O3、TiO2、Fe3O4以及纳米炭黑分别进行了接枝研究。
美国马里兰大学成功研制出纳米Al2O3与橡胶复合材料。
与普通橡胶相比,该复合材料的耐磨性大为提高，介电常数提高近1倍。
日本松下电器公司已经研制成功树脂基纳米氧化物复合材料，其静电屏蔽性能优于常规树脂/炭黑复合材料[7]。
高分子纳米复合材料作为纳米材料的一支新秀,由于其所显示出来的优异性能和广阔的应用前景,也已逐惭成为高分子材料界的研究热点。
3制备树脂复合材料
近年来国内外对于树脂复合材料的制备方法，主要有共混法、原位聚合法、插层聚合法、溶胶-凝胶法等几种常用的纳米材料改性聚氨酯的方法。
但在制备之前首先应对纳米材料进行表面改性。
纳米粒子的表面改性就是通过物理或化学方法，在纳米粒子表面引入有机小分子或高分子化合物,以降低表面能，减少团聚，同时提高在聚合物基体中的相容性，表面改性方法主要有物理改性法和化学改性法两大类。
3.1物理改性法
物理改性是指通过范德华力、氢键力等分子间作用力将无机或有机改性剂吸附在纳米粒子表面，在表面形成包覆层，从而降低表面能达到纳米粒子均匀分散的目的。
此方法主要分三种：
（1）吸附包覆改性，这是一种较为传统的方法，它利用聚合物对纳米粒子表面包覆而达到表面改性的目的；
（2）表面沉积改性，此法是在纳米粒子表面沉积一层与表面无化学结合的异质包覆层，从而改变纳米粒子的表面特性；（3）表面活性剂改性，此法是用表面活性剂处理纳米粒子，使纳米粒子间产生排斥力，从而减少团聚[8]。
3.2化学改性法
表面直接聚合改性法表面直接聚合改性法是在纳米粒子表面直接引发单体聚合或吸附聚合物形成连续又坚固的聚合物胶囊而实现改性的方法，其处理方法可分为三类：
（1）表面吸附单体并使其发生聚合；
（2）激发表面活性点,诱发单体聚合；（3）吸附聚合物形成包膜。
表面接枝聚合改性法这种方法通常是先对无机粒子表面进行预处理，然后再引发接枝聚合。
根据预处理剂的不同分为两种：
（1）偶联剂预处理接枝法，是通过一定的偶联剂处理无机粒子的表面再引发聚合，使偶联剂一端与无机粒子交联反应，另一端与聚合物单体形成接枝聚合物，从而形成聚合物包覆网络；
（2）表面活性剂预处理接枝法，是利用纳米粒子的表面吸附，使表面活性剂在纳米粒子表面形成一层吸附层，为单体提供一个聚合场所。
偶联剂处理法利用偶联剂分子与纳米填料表面进行某种化学反应的特性，将偶联剂均匀地覆盖在纳米粒子表面，从而赋予纳米粒子表面新的性质。
偶联剂可以与纳米粒子表面产生化学键合，在其表面形成包覆层，从而改善其性能。
纳米粒子表面经偶联剂处理后可以与有机物产生很好的相容性。
常用偶联剂有硅烷类偶联剂、钛酸酯类偶联剂和铝酸酯类偶联剂等。
“锚定位”包覆法高分子的官能团可使纳米尺寸的粒子在分子聚集体中定位，这种现象称为“锚定位效应”，即纳米粒子被锚定位在基质中。
“锚定位”包覆通常有两种方法：
（1）多组分溶液的原位聚合法。
此法是多种组分的溶液原位聚合形成聚合物的网络，以聚合物网络稳定纳米粉体粒子；
（2）聚合物大分子的末端基团锚定法。
此法是利用两性聚合物大分子亲水基团与纳米粒子表面进行化学反应，聚合物大分子以一点或多点与粒子表面结合，形成一点或多点锚固，聚合物链外展形成空间位阻，阻止粒子团聚[9]。
3.3制备方法
3.3.1共混法
共混法首先合成出各种形态的纳米粒子，再通过各种方式将其与聚氨酯混合。
就共混方式而言，有三种典型的方法：
溶液共混法、熔融共混法和直接共混法。
溶液共混法溶液共混法是把基体树脂先溶解于适当的溶剂中，然后加入纳米粒子充分搅拌，使粒子在溶液中分散，混合均匀，除去溶剂，使之聚合制得样品。
Liu等[10]利用溶液共混法制得了聚氨酯/碳纳米管复合材料。
研究结果表明：
随碳纳米管的含量的增加，复合材料的电磁屏蔽效果增加，当碳纳米管的含量为20%（wt）时，复合材料的电磁屏蔽性能达到17dB。
由于聚氨酯是软段和硬段两部分组成的聚合物，自身具有热敏形状记忆的性能，其热敏形状记忆性能和碳纳米管的导电性结合起来，可制备电敏型形状记忆复合材料。
如Cho等[11]通过溶液共混法，制备了电敏形状记忆的聚氨酯/碳纳米管复合材料。
研究结果表明：
当碳纳米管添加量为5%（wt）时，复合材料的电导率可达10-3S/cm，具有很好的形状记忆功能，当外加电压为40V时，材料在40s，内可完全恢复为初始形状。
由于碳纳米管主要是由碳原子组成的纳米材料,不会与生物细胞或组织发生反应,因而具有很好的生物相容性,复合材料在医学领域具有很好的应用前景。
Meng等[12]通过溶液共混的方法制备了聚氨酯/碳纳米管复合材料。
结果表明：
聚氨酯中加入碳纳米管，提高了材料的血液相容性。
熔融共混法熔融共混法是将表面处理过的纳米粒子与聚氨酯混合，经过塑化、分散等过程，使纳米粒子以纳米水平分散于聚氨酯弹性体中，从而达到对聚氨酯弹性体改性的目的。
Chen等[13]把经混合酸处理后的碳纳米管与热塑性聚氨酯混合后，加热熔融，利用双螺杆挤出方法获得了聚氨酯/碳纳米管复合材料。
研究结果表明：
当碳纳米管的添加量达到9.3%（wt）时，碳纳米管在复合材料中能够均匀分，材料的杨氏模量和拉伸强度得到显著提高，而断裂伸长率不受影响。
马晓燕等[14]利用十六烷基季铵盐对累托石（REC）进行了有机化处理,采用不同填充量（2、5、8份）的REC及有机累托石（ORECB）与热塑性聚氨酯弹性体（TPUR）进行熔融共混，制备了粘土/热塑性聚氨酯弹性体纳米复合材料。
结果表明：
ORECB在质量分数为2份时复合材料的拉伸强度提高了40%；撕裂强度在所加份数范围内呈现递增趋势，8份时提高了40%。
直接混合法直接混合法是将纳米粒子通过机械共混的方式，分散在聚氨酯弹性体中，成为有机-无机杂化材料。
施永建等[15]利用纳米Al2O3和SiO2、ITO（氧化铟锡）为填料改性水性聚氨酯成膜物，采用共混法制备水性聚氨酯纳米复合涂料，结果表明：
此复合涂料具有良好的耐磨性、隔热性和屏蔽性。
Hsu等[16]采用直接共混方法将纳米溶胶均匀分散在水性聚氨酯中，结果表明：
复合材料的热分解温度和玻璃化转变温度显著提高，且生物稳定性也显著提高。
Zhou等[17]用直接共混法制得了聚氨酯/SiO2纳米复合涂料，结果表明：
随着纳米SiO2用量的增加涂膜的紫外吸收率也随之增加，而少量的纳米SiO2即可提高涂膜的厚度、拉伸强度和断裂伸长率等。
纳米碳纤维具有优异的血液相容性和力学性能，采用纳米碳纤维可以提高聚氨酯与血液相容性。
许海燕等[18]通过共混的方法，将经预处理纳米碳纤维分散到聚醚型聚氨酯体系中，制得一种纳米碳的聚氨酯复合材料。
结果表明：
复合材料表面的血液相容性得到提高。
王平华等[19]采用直接共混法制备碳纳米管/水性聚氨酯纳米复合材料。
研究结果表明，碳纳米管加入对乳液成膜性影响不大。
热失重分析（TGA）和力学性能测试结果表明，当改性后的碳纳米管含量为聚氨酯固体份的0.75%时，复合材料的热稳定性、拉伸强度和断裂伸长率均较纯聚氨酯有所提高。
共混法制备方法简单、经济，易于工业化，具有一定的应用价值。
但由于纳米粒子的特殊效应，在制备复合材料的过程中，存在纳米粒子分散不均匀且易团聚的问题，影响复合材料的性能。
故需对纳米粒子进行表面改性，提高纳米粒子与聚合物的结合力，最终提高复合材料的综合性能。
3.3.2原位聚合法
原位聚合即在位分散聚合，是指应用在位填充技术，使纳米粒子在单体相中均匀分散，然后在一定条件下就地聚合，形成复合材料，从而实现对聚合物的改性。
这种方法能够使纳米粒子均匀地分散在聚合物基体中，而且由于聚合反应是在聚合物相中进行，无机纳米粒子在生成过程中会夹杂一些大分子链，产生了局部的微互穿网络结构。
此外，当纳米粒子在聚合物中达到一定的质量份数时，能在纳米粒子之间形成网链结构，因而使聚合物的强度和耐热性能都有较大的提高。
如果对纳米粒子进行表面改性，无机生成物能与聚氨酯主分子链能有化学键联接，则其改性效果更佳。
原位聚合法制备其它的聚氨酯纳米复合材料陈县萍等[20]采用原位聚合法制备了聚氨酯（PU）/ZnO纳米复合材料。
差示扫描量热法（DSC）和红外光谱（FT-IR）测试结果表明，PU/ZnO纳米复合材料中的氨酯羰基氢键化程度和硬段的有序化程度较纯PU低，而且PU/ZnO纳米复合材料中PU软硬段间有更好的相混合程度；体式显微镜（TEM）照片显示，ZnO以纳米尺寸较均匀地分散在PU体系，且纳米ZnO粒子与PU基体有；力学性能测试结果表明，少量纳米ZnO粒子的加入，对PU有很好的增强和增韧效果。
费正新等[21]采用原位聚合方法制备了聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料，并对其性能进行了测试，结果表明，2，4-甲苯二异氰酸酯（TDI）的功能基团-NCO与蒙脱土发生接枝反应，当有机蒙脱土（OMT）质量分数为2%时,纳米复合材料的综合力学性能达到最佳，耐溶胀性能得到明显的改善，耐热性能有所提高。
Deka等[22]原位聚合法制备植物油基超支化聚氨酯（HBPU）/粘土纳米复合材料。
研究结果表明，与纯热固性HBPU树脂相比，纳米复合材料的拉伸明强度，硬度，热稳定性，透气性有很大提高；而对耐冲击性，弯曲强度，断裂伸长率没有多大影响。
付青存等[23]以热塑性聚氨酯弹性体（TPU）为基体，纳米氢氧化铝（纳米ATH）作为主要改性剂，采用溶液-凝胶法制备ATH/聚醚分散体系，原位聚合法制备TPU/ATH纳米复合材料。
研究结果表明：
纳米粒子的添加量对预聚物的粘度及后续实验过程影响较大，因此纳米粒子的添加量不宜过高，实验选用的最大添加量为5%（质量分数）；纳米ATH的添加可使TPU的力学性能有明显的提高，在ATH质量分数为4%时，拉伸强度增幅为60%，而断裂伸长率随着纳米ATH添加量的增加，存在极大值现象，在ATH质量分数为3%时，断裂伸长率达到最大值645%。
原位聚合法集合了物理共混和化学反应两者的优点，使纳米材料和聚氨酯基体间的界面处可产生有效的化学联结，能使纳米粒子均匀分散于聚合物基体中，使基体树脂性能改善。
3.3.3插层聚合法
插层聚合法是指将有机单体插入无机物夹层间进行原位聚合或将聚合物直接插进机物夹层所形成的纳米复合材料，将适量的这种方法制得的纳米材料混合于聚氨酯基体中，经过适当的处理，可得到具有良好分散性的有机-无机纳米杂化材料。
插层聚合法是制备聚氨酯/纳米蒙脱土、聚氨酯/纳米粘土复合材料的重要方法，也是当前材料科学领域研究的热点；插层聚合法主要有原位插层法、熔融插层法、溶插层法，还有一些其它的插层聚合法。
这里对原位插层法进行简单介绍。
原位插层法制备聚氨酯/纳米复合材料原位插层聚合复合法是将催化剂引入黏土层间，然后引发聚合物聚合反应，通过聚合力的作用使黏土层间剥离，从而形成聚合物/纳米复合材料。
Yao等[24]用改性二苯基甲烷二异氰酸酯、改性聚醚多元醇和钠基蒙脱土为原料，将改性聚醚多元醇作为膨胀剂处理钠基蒙脱土，原位合成了一种新型聚氨酯/钠基蒙脱土纳米复合材料，结果表明，随着钠基蒙脱土含量的增加，纳米复合材料的拉伸强度增加、在温度低于聚氨酯软段玻璃化转变温度时的储能模量增加了350%。
宋晓艳等[25]利用原位插层聚合法制备了聚氨酯/有机蒙脱土纳米复合材料。
通过X射线衍射和透射电镜分析发现，当有机蒙脱土质量分数为1%、3%时，有机蒙脱土完全剥离并较均匀地分散于聚氨酯基体中；当有机蒙脱土质量分数为5%时，有机蒙脱土在聚氨酯基体中发生部分剥离，而且聚氨酯/有机蒙脱土复合材料的邵氏A硬度、弹性模量、拉伸强度和扯断伸长率均比纯聚氨酯有所提高。
马继盛等[26]采用原位插层聚合法合成了综合力学性能优异的聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料，并发现蒙脱土与聚醚多元醇的混合方式对聚氨酯/蒙脱土纳米复合材料的性能有很大影响。
3.3.4溶胶-凝胶法（Sol-Gel法）
溶胶-凝胶法是将硅氧烷或金属盐等前驱物溶于水或者有机溶剂中，形成的均质溶液与聚氨酯单体中的多异氰酸酯发生反应，得到无机纳米材料均匀分散的聚氨酯/无机纳米复合材料。
该方法可以简单地分为以下几种情况：
（1）把前驱物溶解在聚氨酯预聚物中，在酸、碱或某些盐的催化作用下让前驱化合物水解，形成半互穿网络；
（2）把前驱物和聚氨酯单体溶解在溶剂中，让水解和聚氨酯单体聚合同时进行，使一些完全不溶的聚合物靠原位生成而均匀地嵌入无机网络中；（3）在以上的聚氨酯或单体中可以引入能与无机组分形成化学键的基团，增加有机与无机组分之间的相互作用[27]。
溶胶-凝胶法制备的有机/无机杂化材料的性能如成膜性、光学品质及力学性能等都很优异，已经成为复合材料领域的新热点。
Goda等[28]采用溶胶-凝胶法制得聚氨酯/SiO2纳米复合材料。
荧光光谱表明，在聚氨酯硬段与SiO2的杂化区域中，由于SiO2阻碍了硬段重排，故随着SiO2含量的增加，硬段的重排温度升高，甚至在结晶温度以上硬段仍有较好的取向结构。
Petrovic等[29]用溶胶-凝胶法制备并表征了两系列软段质量分数为50%和70%的嵌SiO2纳米复合材料,研究了不同含量球形纳米SiO2溶胶对软、硬段相分离的影响。
结果表明，当SiO2溶胶质量分数为0.5%、10%时，聚氨酯存在明显的相分离；当SiO2溶胶质量分数为20%、30%时，软、硬段不存在相分离。
石智强等[30]采用溶胶-凝胶法制备了不同SiO2含量的聚氨酯/SiO2复合材料，在制备过程中用偶联剂对纳米SiO2粒子进行改性。
研究结果表明，通过溶胶-凝胶法制备的聚氨酯/SiO2纳米复合材料形成了较强的化学作用，大大地提高了聚氨酯的各种性能。
Yim等[31]采用溶胶-凝胶法制备了聚氨酯/SiO2溶胶，用催化剂和二氯甲烷溶剂，在低温超临界CO2条件下进行固化，从而制备了纳米多孔聚氨酯/SiO2纳米复合材料。
研究结果表明，这种材料不仅具有高比表面积，而且具有较好的机械性能和低热传导性，可用于制备催化剂载体材料。
Park等[32]用丁酮和二甲基甲酰胺作为SiO2溶剂，通过溶胶-凝胶法制备了聚氨酯/SiO2复合材料。
结果表明，用二甲基甲酰胺作SiO2颗粒溶剂时，聚氨酯的力学性能、高温热稳定性、展色性和干爽性都比使用其它溶剂好。
同时SiO2颗粒影响了聚氨酯的结构特性，加速了聚合反应的进行，消耗了少量异氰酸酯，但对聚氨酯的性能没有负面影响。
王春会[33]通过溶胶-凝胶法合成水性聚氨酯预聚体后，立即加入钛酸四丁酯前驱物，用水乳化后合成了稳定的TiO2/阴离子水性聚氨酯胶粘剂。
结果发现，纳米TiO2可以提高胶粘剂的电解质稳定性，并改善涂布适应性，提高黏结强度，但是纳米材料的团聚现象是制约其进一步应用的主要因素。
溶胶-凝胶法是制备聚氨酯/纳米复合材料中比较常见的方法，溶胶-凝胶法合成的纳米复合材料的优点是：
无机、有机分子混合均匀，可精密控制产物材料的成分，工艺过程温度低，材料纯度高、透明度高,有机相和无机相可以以共价键结合，甚至因聚合物交联而形成互贯网络。
其缺点在于：
因溶剂挥发常使材料收缩而易脆裂，前驱物价格昂贵且有毒，应用范围较窄。
3.3.5预聚体法
预聚体法，简单地说是多异氰酸酯和多元醇控制一定比例反应而得的可反应性半成品，再和纳米材料进行反应而得到聚氨酯/纳米复合材料等一种方法邹德荣[34]用脂肪酸处理纳米CaCO3表面，将原生粒子或较小的团聚体稳定，使纳米CaCO3在预聚体中均匀分布。
此外，还在体系中加入增塑剂癸二酸二异辛酯以提高纳米CaCO3粒子与预聚体之间的浸润性，都取得了良好的增强效果。
杨红艳等[35]以聚四氢呋喃醚二醇-1000（PTMG）、甲苯-2，4-二异氰酸酯（TDI）、3，3-二氯-4，4-二苯基甲烷二胺（MOCA）为原料，采用预聚法合成聚氨酯弹性体，并选用纳米CaCO3对聚氨酯弹性体进一步增强，通过对纳米CaCO3进行表面改性及采用超声波促进纳米粒子在基体中更好地分散，并考察了纳米的CaCO3含量和合成温度对聚氨酯弹性体力学性能的影响。
结果表明，纳米CaCO3对聚氨酯弹性体的力学性能有一定的提高，并且在纳米CaCO3含量为4%时综合力学性能最好。
刘少兵等[36]采用预聚体的方法制备了聚氨酯弹性体/纳米SiO2复合材料。
结果表明：
改性后的纳米SiO2能均匀分散于聚氨酯弹性体中，复合材料的力学性能明显提高；纳米SiO2的用量对聚氨酯弹性体/纳米SiO2复合材料的力学性能影响较大，并且当纳米SiO2的质量分数为2%和3%时，复合材料的拉伸强度和撕裂强度分别达到最大。
王红研等[37]采用预聚法合成聚氨酯弹性体,并选用纳米TiO2对聚氨酯弹性体进一步增强,通过对纳米TiO2的表面改性及超声波分散处理来促进纳米粒子在基体中更好地分散,研究预聚体合成温度、-NCO的质量分数w-NCO、纳米TiO2含量及超声波分散对复合材料力学性能的影响。
结果表明，纳米TiO2对聚氨酯弹性体的力学性能有一定的提高，通过电镜（SEM）观察纳米TiO2在弹性体中发生团聚或附聚现象。
3.4纳米复合材料的分析表征
敏世雄等[38]采用JEOLJEM-100CXⅡ型透射电子显微镜观察催化剂的颗粒尺寸和结晶形态。
红外光谱在FTS3000型（美国DIGILAB公司）傅立叶变换红外光谱仪上测定，KBr压片；XRD晶相分析在RU-200B型X衍射仪上进行（日本Rigaku公司），CuKα辐射，管电流100mA，管电压40kV；UV-Vis漫反射光谱在ShimadzuUV-2550型紫外-可见光谱仪上测定；UV-Vis吸收光谱在PELambda35型紫外-可见光谱仪上测定；热重分析在PEPYRISDiamondTG/DTA热重分析仪上进行，升温速率10℃·min-1，空气气氛；PL光谱在PELS-55荧光光谱仪上测定，激发波长为300nm。
4光催化性能研究
在可见光照射下，化合物吸收光子而形成激发态，激发态的染料分子能向
光催化剂导带注入一个电子而自身生成正碳自由基，注入导带的电子与吸附光催化剂表面的O2作用后形成·O-2，进一步形成·HOO等活性氧自由基；活性氧自由基攻击染料正碳自由基，形成羟基化产物，在经一系列氧化还原反应最终生成CO2、H2O等无机小分子。
通常，被降解物的浓度较低时，光催化氧化的反应速率与浓度成正比，当浓度达一定值之后，反应速率与浓度无关。
我们对所合成材料的光催化性能的研究。
首先，光催化降解甲基橙的研究，对该材料的光催化性能的最适宜条件进行研究探讨。
以对甲基橙的研究为例。
先作出甲基橙溶液的标准曲线。
配制浓度为1、2.5、5、6、7.5和10mg/L的甲基橙溶液，采用紫外-可见分光光度计在最大吸收波长处（λ=465nm）测量吸光度。
结果表明，浓度C（mg/L）和吸光度A在0-10mg/L的范围内具有良好的线性关系。
拟合的标准曲线方程为C=-0.0469+12.34813A，相关系数为R=0.99995。
甲基橙溶液的标准曲线。
在烧杯中加入50mL一定浓度的溶液以及一定量的复合材料粉末，磁力搅拌，保持悬浮。
用15W普通照明荧光灯照射，与液面间距为10cm，光照一定时间取样，过滤，采用UV-2802S型紫外可见分光光度计测定清液吸光度，并根据吸光值变化求得降解率r：
r=（c0-c）/c0=（A0-A）/A0式中，c0和c分别为样品的初始浓度和降解后浓度，A0和A分别为样品的初始吸光峰值和降解后吸光峰值。
若要讨论变量的影响程度则应当讨论一下几个影响因素，确定最佳的实验条件：
（1）溶液pH值的影响：
溶液pH值的变化会影响到催化剂的表面电荷性质和光催化降解反应过程中的反应方式，因此十分重要，在不同pH值条件下，甲基橙溶液光催化降解反应的ln（C0/Ct）与t之间有较
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