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甲醛具有强还原性,是生产脲醛树脂、农药等化学品的重要有机原料。但是甲醛作为室内空气中常见的污染物之一,对人们的健康产生了严重的影响,尤其是致癌性备受关注。降解甲醛的方法有很多,主要包括植物吸附降解、物理吸附降解、光催化降解和化学反应降解。其中植物降解和物理吸附降解时间较长且存在吸附饱和度,会产生二次污染,因此许多研究者都致力于光催化降解和化学反应降解的研究。本论文采用乳液共混和化学接枝改性的方式分别对丙烯酸酯(PMA)乳液进行胺基改性,制备了可通过化学反应方式降解甲醛的复合乳液。同时,本论文还采用新型二维材料黑磷(BP)对二氧化钛(TiO2)进行改性,制备了一种在普通可见光照下就可以催化降解甲醛的复合乳液。具体的工作内容包括以下几个方面:(1)乳液共混法制备己二酸二酰肼(ADH)/PMA复合材料。在PMA乳液中直接添加ADH水溶液进行物理共混,紫外表征表明ADH能均匀分散于PMA乳液并保持乳液的稳定性。通过SEM表征,对比纯PMA薄膜,ADH/PMA薄膜略显粗糙,但是并不影响其表观性质。Mapping图表明,N元素均匀分布在ADH/PMA薄膜中。采用AHMT方法分别对添加0%、2.5%、5%和7.5%ADH的复合薄膜进行降解甲醛效果的验证。结果表明,随着ADH添加量的增加,甲醛降解效果逐渐增强。通过红外胺基吸收峰峰高的变化,可半定量计算出5%ADH含量的复合薄膜降解甲醛的速率为1.034×102mol/(h·m3)。TG结果表明,与纯PMA薄膜相比,ADH/PMA复合薄膜和吸收甲醛后的ADH/PMA-HCHO薄膜,其热稳定性均有所提高。DSC结果表明,ADH/PMA复合薄膜和吸收甲醛后的ADH/PMA-HCHO薄膜,其玻璃化转变温度(Tg)有所升高。(2)PMA的化学接枝改性。以OP-10和SDS作为复配乳化剂,通过半连续乳液聚合的方法分别用N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)与二烯丙基胺(DA)对PMA乳液进行胺基化学改性,制备MBA和DA含量分别为1%、2%、3%、4%和5%的MBA/PMA乳液和DA/PMA乳液。对比MBA/PMA乳液和DA/PMA乳液的外观,MBA/PMA乳液略显乳白,而DA/PMA乳液的外观略显黄白色,通过紫外谱图验证乳液稳定性,结果表明:静置12h和24h对乳液的稳定性并无影响。SEM结果表明,与PMA薄膜相比,MBA/PMA薄膜和DA/PMA薄膜的致密性无明显差别。Mapping结果表明,MBA/PMA复合薄膜和DA/PMA复合薄膜中N元素分布较均匀。通过AHMT方法分别对MBA/PMA薄膜和DA/PMA薄膜甲醛降解效果进行验证,显色结果表明,随着MBA添加量的增加,MBA/PMA薄膜的甲醛验证效果并无明显变化,均显示颜色较深的紫色,说明MBA化学接枝改性PMA后并无降解甲醛作用;而对于DA而言,仅仅添加1%就显示为无色,说明可以达到完全降解甲醛的效果。结合MBA和DA与甲醛的反应机理,导致上述现象的原因是MBA中的胺基属于酰胺,酰胺中的羰基与胺基的孤对电子形成共轭作用,在一定程度上抑制了胺基的反应活性,所以甲醛降解效果较差;而DA中的胺基相邻基团是亚甲基,属于给电子基团,在一定程度上会促进胺基与甲醛的反应活性,所以能迅速降解甲醛。(3)可见光催化剂BP/TiO2/PMA乳液的制备。采用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2,XRD结果表明,合成的TiO2是具有高结晶度的锐钛矿型TiO2,结合高倍TEM表征结果,TiO2的粒径约为6nm。利用简单的超声方式制备浓度为0.49%的BP改性TiO2光催化复合材料分散液。TEM和AFM结果表明,制备的BP为2-3层,结合Mapping图,发现纳米TiO2均匀的负载在纳米BP片层上。XRD测试结果表明BP改性后的TiO2的粒径略微变大。拉曼和XPS测试结果揭示了P元素以取代Ti位点的形式形成P-O-Ti。将制备的BP/TiO2纳米复合材料与PMA乳液复配并制成复合薄膜,用于光催化降解游离甲醛。AHMT结果表明,添加0.1125%的BP/TiO2纳米复合薄膜就可以完全降解甲醛。BP/TiO2光催化机理表明P-O-Ti键的形成导致原子间电荷不平衡,降低了光生空穴和光生电子的复合率,从而提高了TiO2可见光波长范围内的催化效率。