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光化学合成作为一种重要的材料制备技术,相比于热化学,具有能耗低、环境污染小和操作安全等优点。随着全球工业化的飞速发展,面对日益突出的能源紧缺和环境污染问题,节约能源和制备环境友好型的产品成为人们日益关注的焦点。光化学合成因此具有更深远的意义。本论文综述了光聚合技术并总结了磁性高分子微球的制备方法及其应用情况,在此基础上,本文以光化学合成为大前提,制备了壳为聚甲基丙烯酸甲酯和核为四氧化三铁的PMMA-Fe3O4核-壳结构微球,进而以聚合物微球为基体构筑了具有光催化功能的CdS-PMMA-Fe3O4复合微球以及具有光催化性质的P(MMA-co-DVB)共聚微球。主要工作和取得的主要实验结果可分为如下的三部分:
(1)提出了一种新的光引发法乳液聚合制备聚合物微球的方法。引入一个敞开体系,以偶氮二异丁腈(AIBN)为光引发剂,十二烷基硫酸钠(SDS)为分散剂,异丙醇-水混合物为反应介质,采用8w的紫外灯为引发光源制备了尺寸分布较窄的、具有一定磁性的PMMA-Fe3O4微球。通过采用激光粒度仪和扫描电镜表征探讨了引发剂的用量、初始单体的浓度、搅拌速度等因素对微球粒径和粒径分布的影响。
(2)以分布较窄的PMMA-Fe3O4微球为基础,利用光化学方法在微球表面沉积CdS纳米颗粒制备了CdS-PMMA-Fe3O4复合微球,研究复合微球的光催化活性,结果表明:无论是在可见光下还是在太阳光下,CdS-PMMA-Fe3O4复合微球降解亚甲基蓝时都表现出较高的光催化降解甲基橙等不同染料的活性,明显优于纯CdS的光催化活性。
(3)以甲基丙烯酸甲酯和二乙烯基苯(DVB)为单体制备P(MMA-co-DVB)微球并展开对其光催化性能的研究。这种微球首次被发现具有光催化性,所获得的微球尺寸随着DVB用量的增加,微球的粒径不断增加。以0.05g微球为光催化剂,在500W高压汞灯下进行光降解200ml1×10-4M甲基橙的实验,光照时间为1小时,发现当DVB用量为6mL时,微球的光催化性能最好,光催化降解率为96％；在DVB用量为3mL时,降解率可达到94％,微球的平均粒径约小于1μm；当DVB用量为6mL时,光催化降解率约为96％,微球的平均粒径为2μm；当DVB用量为6mL以上,微球的平均粒径约为为10μm,光催化降解率降低为83％,微球的粒径分布变宽。