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随着环境污染的加剧以及天然气、石油煤炭等资源的减少,能源需求也不断增加,由此,能量转换和储存技术(如染料敏化太阳能电池等)以及光催化降解有机污染物技术受到了人们的高度重视。众所周知,二氧化钛是一种重要的半导体光催化材料,它具有光催化降解活性高、耐腐蚀、化学性质稳定、无毒、价格低廉等优点,在环境治理和能源方面有着重要的应用价值。本论文以含氟嵌段共聚物的自组装胶束为模板制备了介孔二氧化钛纳米材料。(1)含氟嵌段共聚物聚乙二醇单甲醚-b-聚甲基丙烯酸十二氟庚酯(PEG-b-PDFMA)的合成及其自组装研究。通过RAFT试剂S-十二烷基-S′-二(α,α″-甲基-α″-乙酸)三硫代碳酸酯(DDMAT)与聚乙二醇单甲醚(PEG),在二环己基碳二亚胺(DCC)/4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化条件下进行酯化反应得到大分子链转移剂(PEG-DDMAT);以此为大分子链转移剂,四氢呋喃(THF)为有机溶剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,甲基丙烯酸十二氟庚酯(DFMA)为含氟单体通过RAFT聚合,得到了一系列链长可控、分子量分布较窄的含氟嵌段共聚物;不同聚合度的PEG-b-PDFMA在四氢呋喃/水体系中自组装可形成以PEG为壳,PDFMA为核的胶束。(2)以含氟嵌段共聚物PEG-b-PDFMA为模板制备介孔二氧化钛纳米材料。以PEG-b-PDFMA在四氢呋喃/水体系中的自组装胶束为模板,与二氧化钛的前驱体钛酸四丁酯(TBOT)在浓盐酸和醋酸中缓慢水解形成的溶胶-凝胶为无机组分进行共组装,通过溶剂蒸发诱导自组装(EISA)得到PEG-b-PDFMA/二氧化钛纳米杂化材料,经高温煅烧后获得了具有扁椭圆形长方体结构的介孔二氧化钛纳米材料。探究了PEG-b-PDFMA聚合度、PEG-b-PDFMA/THF溶液浓度、加水量、TBOT/PEG-b-PDFMA质量比以及焙烧温度等因素对介孔二氧化钛纳米材料形态的影响,得出了扁椭圆形长方体结构的二氧化钛纳米粒子的最佳实验条件:PEG-b-PDFMA聚合度为40,TBOT/PEG-b-PDFMA的质量比0.25/1,PEG-b-PDFMA/THF的浓度为10 mg/mL,在40℃和70℃的条件下分段挥发溶剂,氮气气氛下450℃焙烧7 h。制备的介孔二氧化钛纳米材料的比表面积为86.49m~2/g,平均孔径为6.2 nm,孔体积为0.15 cm~3/g。(3)在成功制备介孔二氧化钛纳米材料的基础上,采用含氟嵌段共聚物PEG-b-PDFMA在四氢呋喃/水体系中的自组装胶束为模板,TBOT为前驱体,向体系中引入超临界二氧化碳流体,以此将超临界二氧化碳作为溶剂和干燥剂,以PEG-b-PDFMA为模板制备介孔二氧化钛纳米材料,探究了不同温度及压力对介孔二氧化钛纳米材料的形貌影响。结果表明:压力仅仅影响二氧化钛粒子的尺寸大小,温度会引起二氧化钛纳米材料形貌的改变。