一种聚苯胺-铕掺杂二氧化钛的光催化降解材料及其制法

摘要

本发明涉及光催化技术领域，且公开了一种聚苯胺‑铕掺杂二氧化钛的光催化降解材料，以二氧化钛纳米空心球、硝酸铕为原料，经过水热，得到铕掺杂二氧化钛纳米空心球，吸收边带红移，禁带宽度减小，光响应范围扩大，置于乙烯基三甲氧基硅烷的醇水溶液中反应后，再置于强氧化性溶液中，得到羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球，再置于硫酸溶液中，使得羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球共价接枝到聚苯胺分子的骨架中，二氧化钛和聚苯胺带隙不同，二者复合后带隙耦合，有利于光生电子‑空穴的分离，实现高效的对甲基橙等有机污染物的光催化降解过程，使得聚苯胺‑铕掺杂二氧化钛有着优异的光催化降解性能。

说明书

技术领域

本发明涉及光催化技术领域，具体为一种聚苯胺-铕掺杂二氧化钛的光催化降解材料及其制法。

背景技术

光催化降解技术是一种新型的处理污染物的高效方式，通过光辐射，使得在光催化反应体系中，光催化剂发生电子跃迁，产生光生电子-空穴，对有机污染物进行氧化还原，或者与氧气、水发生反应，生成具有强氧化性的超氧负离子、氢氧自由基，通过将有机污染物氧化还原、取代等，将大分子污染物降解为污染相对较小的小分子。

当半导体材料二氧化钛受到紫外光照射时，表面价带电子会得到能量跃迁至导带，从而产生光生电子，同时价带中形成光生空穴，光生电子和光生空穴转移到二氧化钛表面形成超氧负离子、氢氧自由基等，从而达到光催化降解甲基橙的目的，但是其量子效率较低、太阳光利用率较差，限制了其光催化降解性能，而在可见光范围内，聚苯胺具有较高的吸光率和载流子迁移率，而且可以同时作为给电子体和空穴受体，因此，我们采用聚苯胺-铕掺杂二氧化钛的方式来解决上述问题。

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种聚苯胺-铕掺杂二氧化钛的光催化降解材料及其制法，解决了二氧化钛光催化降解效率低的问题。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种聚苯胺-铕掺杂二氧化钛的光催化降解材料，所述聚苯胺-铕掺杂二氧化钛的光催化降解材料制备方法如下：

(1)向反应瓶中加入去离子水、四氯化钛，搅拌溶解后再加入稀氨水，调节溶液的pH为中性，反应直至有大量沉淀析出，过滤、洗涤，再加入过氧化氢溶液，过滤、洗涤并干燥，得到过氧化钛前驱体；

(2)向反应瓶中加入去离子水、聚苯乙烯微球粉体、十六烷基三甲基溴化铵，置于超声仪器中，超声分散均匀，得到聚苯乙烯微球乳液，再加入过氧化钛前驱体，其中聚苯乙烯微球粉体、十六烷基三甲基溴化铵、过氧化钛前驱体的质量比为100:8-12:30-34，搅拌均匀后，加热至90-110℃并回流反应3-5h，过滤、洗涤并干燥，得到二氧化钛纳米空心球；

(3)向反应瓶中加入去离子水、二氧化钛纳米空心球，超声分散均匀，再加入硝酸铕，搅拌超声交替进行30-90min，再置于反应釜中，在160-200℃下水热反应12-36h，冷却，离心、洗涤并干燥，得到铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(4)向反应瓶中加入去离子水、乙醇、乙烯基三甲氧基硅烷，超声分散均匀，再加入氨水调节pH为9-11，再加入铕掺杂二氧化钛纳米空心球，在55-65℃下反应2-6h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(5)向反应瓶中加入浓硫酸、乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球，在10-20℃下搅拌5-15min，再加入硝酸钠、高锰酸钾，继续搅拌15-25min，然后在30-40℃下反应2-3h，加入去离子水稀释，再升温至75-85℃反应3-5h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(6)向反应瓶中加入浓硫酸、5-磺基水杨酸，超声分散均匀，得到混酸溶液，将其按照体积比3:1分为两份，向三份体积的混酸溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮、苯胺、羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球，超声分散均匀，得到溶液A，向一份体积的混酸溶液中加入过硫酸铵，超声分散均匀，得到溶液B，将溶液B在5-10℃下滴入溶液A中反应5-7h，离心、洗涤并干燥，得到聚苯胺-铕掺杂二氧化钛的光催化降解材料。

优选的，所述步骤(2)中超声仪器包括主体，主体的底部活动连接有超声波发生器，超声波发生器的顶部活动连接有换能器，主体的中间活动连接有清洗槽，清洗槽的右侧活动连接有排水管，排水管的顶部活动连接有阀门，清洗槽的右侧活动连接有支撑柱，支撑柱的左侧活动连接有漏网，主体的顶部活动连接有顶板。

优选的，所述步骤(3)中二氧化钛纳米空心球、硝酸铕的质量比为100:2.5-3.5。

优选的，所述步骤(4)中乙烯基三甲氧基硅烷、铕掺杂二氧化钛纳米空心球的质量比为170-230:100。

优选的，所述步骤(5)中乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球、硝酸钠、高锰酸钾的质量比为100:45-55:285-315。

优选的，所述步骤(6)中5-磺基水杨酸、聚乙烯吡咯烷酮、苯胺、羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球、过硫酸铵的质量比为1.5-3:0.1-0.3:3.5-5:100:7-11。

(三)有益的技术效果

与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：

该一种聚苯胺-铕掺杂二氧化钛的光催化降解材料，过氧化钛前驱体带负电荷，加入带有正电荷的聚苯乙烯微球乳液后，由于静电吸引，迅速在聚苯乙烯微球表面吸附一层过氧化钛，当体系开始加热回流后，聚苯乙烯微球在过氧化物的降解作用下，被逐渐分解并扩散溶出，同时过氧根离子也发生分解，得到二氧化钛纳米空心球，再以硝酸铕为铕源，经过水热，得到铕掺杂二氧化钛纳米空心球，铕的离子半径大于钛的离子半径，以Eu

该一种聚苯胺-铕掺杂二氧化钛的光催化降解材料，将铕掺杂二氧化钛纳米空心球置于乙烯基三甲氧基硅烷、乙醇和水的混合溶液中，得到乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球，再置于强氧化性的高锰酸钾、浓硫酸混合溶液中，乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球被氧化成羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球，在硫酸溶液中，羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球会发生水解，表面生成COO-，与带有正电荷的苯胺氧化得到的聚苯胺分子相互吸引，聚苯胺分子代替了羧基上的H，羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球共价接枝到聚苯胺分子的骨架中，且分散均匀，二氧化钛和聚苯胺的带隙不同，二者复合后带隙耦合，有利于光生电子-空穴的分离，聚苯胺受到光辐射后，其LUMO轨道中的电子跃迁至二氧化钛的导带中，二氧化钛表面的O

附图说明

图1是超声仪器正视结构示意图；

图2是超声仪器侧视结构示意图。

1、主体；2、超声波发生器；3、换能器；4、清洗槽；5、排水管；6、阀门；7、支撑柱；8、漏网；9、顶板。

具体实施方式

为实现上述目的，本发明提供如下具体实施方式和实施例：一种聚苯胺-铕掺杂二氧化钛的光催化降解材料，聚苯胺-铕掺杂二氧化钛的光催化降解材料制备方法如下：

(1)向反应瓶中加入去离子水、四氯化钛，搅拌溶解后再加入稀氨水，调节溶液的pH为中性，反应直至有大量沉淀析出，过滤、洗涤，再加入过氧化氢溶液，过滤、洗涤并干燥，得到过氧化钛前驱体；

(2)向反应瓶中加入去离子水、聚苯乙烯微球粉体、十六烷基三甲基溴化铵，置于超声仪器中，超声仪器包括主体，主体的底部活动连接有超声波发生器，超声波发生器的顶部活动连接有换能器，主体的中间活动连接有清洗槽，清洗槽的右侧活动连接有排水管，排水管的顶部活动连接有阀门，清洗槽的右侧活动连接有支撑柱，支撑柱的左侧活动连接有漏网，主体的顶部活动连接有顶板，超声分散均匀，得到聚苯乙烯微球乳液，再加入过氧化钛前驱体，其中聚苯乙烯微球粉体、十六烷基三甲基溴化铵、过氧化钛前驱体的质量比为100:8-12:30-34，搅拌均匀后，加热至90-110℃并回流反应3-5h，过滤、洗涤并干燥，得到二氧化钛纳米空心球；

(3)向反应瓶中加入去离子水、二氧化钛纳米空心球，超声分散均匀，再加入硝酸铕，其中二氧化钛纳米空心球、硝酸铕的质量比为100:2.5-3.5，搅拌超声交替进行30-90min，再置于反应釜中，在160-200℃下水热反应12-36h，冷却，离心、洗涤并干燥，得到铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(4)向反应瓶中加入去离子水、乙醇、乙烯基三甲氧基硅烷，超声分散均匀，再加入氨水调节pH为9-11，再加入铕掺杂二氧化钛纳米空心球，其中乙烯基三甲氧基硅烷、铕掺杂二氧化钛纳米空心球的质量比为170-230:100，在55-65℃下反应2-6h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(5)向反应瓶中加入浓硫酸、乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球，在10-20℃下搅拌5-15min，再加入硝酸钠、高锰酸钾，其中乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球、硝酸钠、高锰酸钾的质量比为100:45-55:285-315，继续搅拌15-25min，然后在30-40℃下反应2-3h，加入去离子水稀释，再升温至75-85℃反应3-5h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(6)向反应瓶中加入浓硫酸、5-磺基水杨酸，超声分散均匀，得到混酸溶液，将其按照体积比3:1分为两份，向三份体积的混酸溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮、苯胺、羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球，超声分散均匀，得到溶液A，向一份体积的混酸溶液中加入过硫酸铵，其中5-磺基水杨酸、聚乙烯吡咯烷酮、苯胺、羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球、过硫酸铵的质量比为1.5-3:0.1-0.3:3.5-5:100:7-11，超声分散均匀，得到溶液B，将溶液B在5-10℃下滴入溶液A中反应5-7h，离心、洗涤并干燥，得到聚苯胺-铕掺杂二氧化钛的光催化降解材料。

实施例1

(1)向反应瓶中加入去离子水、四氯化钛，搅拌溶解后再加入稀氨水，调节溶液的pH为中性，反应直至有大量沉淀析出，过滤、洗涤，再加入过氧化氢溶液，过滤、洗涤并干燥，得到过氧化钛前驱体；

(2)向反应瓶中加入去离子水、聚苯乙烯微球粉体、十六烷基三甲基溴化铵，置于超声仪器中，超声仪器包括主体，主体的底部活动连接有超声波发生器，超声波发生器的顶部活动连接有换能器，主体的中间活动连接有清洗槽，清洗槽的右侧活动连接有排水管，排水管的顶部活动连接有阀门，清洗槽的右侧活动连接有支撑柱，支撑柱的左侧活动连接有漏网，主体的顶部活动连接有顶板，超声分散均匀，得到聚苯乙烯微球乳液，再加入过氧化钛前驱体，其中聚苯乙烯微球粉体、十六烷基三甲基溴化铵、过氧化钛前驱体的质量比为100:8:30，搅拌均匀后，加热至90℃并回流反应3h，过滤、洗涤并干燥，得到二氧化钛纳米空心球；

(3)向反应瓶中加入去离子水、二氧化钛纳米空心球，超声分散均匀，再加入硝酸铕，其中二氧化钛纳米空心球、硝酸铕的质量比为100:2.5，搅拌超声交替进行30min，再置于反应釜中，在160℃下水热反应12h，冷却，离心、洗涤并干燥，得到铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(4)向反应瓶中加入去离子水、乙醇、乙烯基三甲氧基硅烷，超声分散均匀，再加入氨水调节pH为9，再加入铕掺杂二氧化钛纳米空心球，其中乙烯基三甲氧基硅烷、铕掺杂二氧化钛纳米空心球的质量比为170:100，在55℃下反应2h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(5)向反应瓶中加入浓硫酸、乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球，在10℃下搅拌5min，再加入硝酸钠、高锰酸钾，其中乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球、硝酸钠、高锰酸钾的质量比为100:45:285，继续搅拌15min，然后在30℃下反应2h，加入去离子水稀释，再升温至75℃反应3h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(6)向反应瓶中加入浓硫酸、5-磺基水杨酸，超声分散均匀，得到混酸溶液，将其按照体积比3:1分为两份，向三份体积的混酸溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮、苯胺、羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球，超声分散均匀，得到溶液A，向一份体积的混酸溶液中加入过硫酸铵，其中5-磺基水杨酸、聚乙烯吡咯烷酮、苯胺、羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球、过硫酸铵的质量比为1.5:0.1:3.5:100:7，超声分散均匀，得到溶液B，将溶液B在5℃下滴入溶液A中反应5h，离心、洗涤并干燥，得到聚苯胺-铕掺杂二氧化钛的光催化降解材料。

实施例2

(1)向反应瓶中加入去离子水、四氯化钛，搅拌溶解后再加入稀氨水，调节溶液的pH为中性，反应直至有大量沉淀析出，过滤、洗涤，再加入过氧化氢溶液，过滤、洗涤并干燥，得到过氧化钛前驱体；

(2)向反应瓶中加入去离子水、聚苯乙烯微球粉体、十六烷基三甲基溴化铵，置于超声仪器中，超声仪器包括主体，主体的底部活动连接有超声波发生器，超声波发生器的顶部活动连接有换能器，主体的中间活动连接有清洗槽，清洗槽的右侧活动连接有排水管，排水管的顶部活动连接有阀门，清洗槽的右侧活动连接有支撑柱，支撑柱的左侧活动连接有漏网，主体的顶部活动连接有顶板，超声分散均匀，得到聚苯乙烯微球乳液，再加入过氧化钛前驱体，其中聚苯乙烯微球粉体、十六烷基三甲基溴化铵、过氧化钛前驱体的质量比为100:10:32，搅拌均匀后，加热至100℃并回流反应4h，过滤、洗涤并干燥，得到二氧化钛纳米空心球；

(3)向反应瓶中加入去离子水、二氧化钛纳米空心球，超声分散均匀，再加入硝酸铕，其中二氧化钛纳米空心球、硝酸铕的质量比为100:3，搅拌超声交替进行60min，再置于反应釜中，在180℃下水热反应24h，冷却，离心、洗涤并干燥，得到铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(4)向反应瓶中加入去离子水、乙醇、乙烯基三甲氧基硅烷，超声分散均匀，再加入氨水调节pH为10，再加入铕掺杂二氧化钛纳米空心球，其中乙烯基三甲氧基硅烷、铕掺杂二氧化钛纳米空心球的质量比为200:100，在60℃下反应4h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(5)向反应瓶中加入浓硫酸、乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球，在15℃下搅拌10min，再加入硝酸钠、高锰酸钾，其中乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球、硝酸钠、高锰酸钾的质量比为100:50:300，继续搅拌20min，然后在35℃下反应2.5h，加入去离子水稀释，再升温至80℃反应4h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(6)向反应瓶中加入浓硫酸、5-磺基水杨酸，超声分散均匀，得到混酸溶液，将其按照体积比3:1分为两份，向三份体积的混酸溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮、苯胺、羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球，超声分散均匀，得到溶液A，向一份体积的混酸溶液中加入过硫酸铵，其中5-磺基水杨酸、聚乙烯吡咯烷酮、苯胺、羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球、过硫酸铵的质量比为2.3:0.2:4.3:100:9，超声分散均匀，得到溶液B，将溶液B在8℃下滴入溶液A中反应6h，离心、洗涤并干燥，得到聚苯胺-铕掺杂二氧化钛的光催化降解材料。

实施例3

(1)向反应瓶中加入去离子水、四氯化钛，搅拌溶解后再加入稀氨水，调节溶液的pH为中性，反应直至有大量沉淀析出，过滤、洗涤，再加入过氧化氢溶液，过滤、洗涤并干燥，得到过氧化钛前驱体；

(2)向反应瓶中加入去离子水、聚苯乙烯微球粉体、十六烷基三甲基溴化铵，置于超声仪器中，超声仪器包括主体，主体的底部活动连接有超声波发生器，超声波发生器的顶部活动连接有换能器，主体的中间活动连接有清洗槽，清洗槽的右侧活动连接有排水管，排水管的顶部活动连接有阀门，清洗槽的右侧活动连接有支撑柱，支撑柱的左侧活动连接有漏网，主体的顶部活动连接有顶板，超声分散均匀，得到聚苯乙烯微球乳液，再加入过氧化钛前驱体，其中聚苯乙烯微球粉体、十六烷基三甲基溴化铵、过氧化钛前驱体的质量比为100:9:33，搅拌均匀后，加热至95℃并回流反应3h，过滤、洗涤并干燥，得到二氧化钛纳米空心球；

(3)向反应瓶中加入去离子水、二氧化钛纳米空心球，超声分散均匀，再加入硝酸铕，其中二氧化钛纳米空心球、硝酸铕的质量比为100:2.7，搅拌超声交替进行90min，再置于反应釜中，在170℃下水热反应18h，冷却，离心、洗涤并干燥，得到铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(4)向反应瓶中加入去离子水、乙醇、乙烯基三甲氧基硅烷，超声分散均匀，再加入氨水调节pH为9，再加入铕掺杂二氧化钛纳米空心球，其中乙烯基三甲氧基硅烷、铕掺杂二氧化钛纳米空心球的质量比为190:100，在55℃下反应3h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(5)向反应瓶中加入浓硫酸、乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球，在20℃下搅拌5min，再加入硝酸钠、高锰酸钾，其中乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球、硝酸钠、高锰酸钾的质量比为100:48:290，继续搅拌15min，然后在40℃下反应2h，加入去离子水稀释，再升温至75℃反应5h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(6)向反应瓶中加入浓硫酸、5-磺基水杨酸，超声分散均匀，得到混酸溶液，将其按照体积比3:1分为两份，向三份体积的混酸溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮、苯胺、羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球，超声分散均匀，得到溶液A，向一份体积的混酸溶液中加入过硫酸铵，其中5-磺基水杨酸、聚乙烯吡咯烷酮、苯胺、羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球、过硫酸铵的质量比为2:0.2:4:100:8，超声分散均匀，得到溶液B，将溶液B在10℃下滴入溶液A中反应5h，离心、洗涤并干燥，得到聚苯胺-铕掺杂二氧化钛的光催化降解材料。

实施例4

(1)向反应瓶中加入去离子水、四氯化钛，搅拌溶解后再加入稀氨水，调节溶液的pH为中性，反应直至有大量沉淀析出，过滤、洗涤，再加入过氧化氢溶液，过滤、洗涤并干燥，得到过氧化钛前驱体；

(2)向反应瓶中加入去离子水、聚苯乙烯微球粉体、十六烷基三甲基溴化铵，置于超声仪器中，超声仪器包括主体，主体的底部活动连接有超声波发生器，超声波发生器的顶部活动连接有换能器，主体的中间活动连接有清洗槽，清洗槽的右侧活动连接有排水管，排水管的顶部活动连接有阀门，清洗槽的右侧活动连接有支撑柱，支撑柱的左侧活动连接有漏网，主体的顶部活动连接有顶板，超声分散均匀，得到聚苯乙烯微球乳液，再加入过氧化钛前驱体，其中聚苯乙烯微球粉体、十六烷基三甲基溴化铵、过氧化钛前驱体的质量比为100:12:34，搅拌均匀后，加热至110℃并回流反应5h，过滤、洗涤并干燥，得到二氧化钛纳米空心球；

(3)向反应瓶中加入去离子水、二氧化钛纳米空心球，超声分散均匀，再加入硝酸铕，其中二氧化钛纳米空心球、硝酸铕的质量比为100:3.5，搅拌超声交替进行90min，再置于反应釜中，在200℃下水热反应36h，冷却，离心、洗涤并干燥，得到铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(4)向反应瓶中加入去离子水、乙醇、乙烯基三甲氧基硅烷，超声分散均匀，再加入氨水调节pH为11，再加入铕掺杂二氧化钛纳米空心球，其中乙烯基三甲氧基硅烷、铕掺杂二氧化钛纳米空心球的质量比为230:100，在65℃下反应6h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(5)向反应瓶中加入浓硫酸、乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球，在20℃下搅拌15min，再加入硝酸钠、高锰酸钾，其中乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球、硝酸钠、高锰酸钾的质量比为100:55:315，继续搅拌25min，然后在40℃下反应3h，加入去离子水稀释，再升温至85℃反应5h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(6)向反应瓶中加入浓硫酸、5-磺基水杨酸，超声分散均匀，得到混酸溶液，将其按照体积比3:1分为两份，向三份体积的混酸溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮、苯胺、羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球，超声分散均匀，得到溶液A，向一份体积的混酸溶液中加入过硫酸铵，其中5-磺基水杨酸、聚乙烯吡咯烷酮、苯胺、羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球、过硫酸铵的质量比为3:0.3:5:100:11，超声分散均匀，得到溶液B，将溶液B在10℃下滴入溶液A中反应7h，离心、洗涤并干燥，得到聚苯胺-铕掺杂二氧化钛的光催化降解材料。

对比例1

(1)向反应瓶中加入去离子水、四氯化钛，搅拌溶解后再加入稀氨水，调节溶液的pH为中性，反应直至有大量沉淀析出，过滤、洗涤，再加入过氧化氢溶液，过滤、洗涤并干燥，得到过氧化钛前驱体；

(2)向反应瓶中加入去离子水、聚苯乙烯微球粉体、十六烷基三甲基溴化铵，置于超声仪器中，超声仪器包括主体，主体的底部活动连接有超声波发生器，超声波发生器的顶部活动连接有换能器，主体的中间活动连接有清洗槽，清洗槽的右侧活动连接有排水管，排水管的顶部活动连接有阀门，清洗槽的右侧活动连接有支撑柱，支撑柱的左侧活动连接有漏网，主体的顶部活动连接有顶板，超声分散均匀，得到聚苯乙烯微球乳液，再加入过氧化钛前驱体，其中聚苯乙烯微球粉体、十六烷基三甲基溴化铵、过氧化钛前驱体的质量比为100:6:25，搅拌均匀后，加热至100℃并回流反应4h，过滤、洗涤并干燥，得到二氧化钛纳米空心球；

(3)向反应瓶中加入去离子水、二氧化钛纳米空心球，超声分散均匀，再加入硝酸铕，其中二氧化钛纳米空心球、硝酸铕的质量比为100:2，搅拌超声交替进行60min，再置于反应釜中，在180℃下水热反应24h，冷却，离心、洗涤并干燥，得到铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(4)向反应瓶中加入去离子水、乙醇、乙烯基三甲氧基硅烷，超声分散均匀，再加入氨水调节pH为10，再加入铕掺杂二氧化钛纳米空心球，其中乙烯基三甲氧基硅烷、铕掺杂二氧化钛纳米空心球的质量比为150:100，在60℃下反应4h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(5)向反应瓶中加入浓硫酸、乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球，在15℃下搅拌10min，再加入硝酸钠、高锰酸钾，其中乙烯基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球、硝酸钠、高锰酸钾的质量比为100:40:280，继续搅拌20min，然后在35℃下反应3h，加入去离子水稀释，再升温至80℃反应4h，冷却、过滤、洗涤并干燥，得到羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球；

(6)向反应瓶中加入浓硫酸、5-磺基水杨酸，超声分散均匀，得到混酸溶液，将其按照体积比3:1分为两份，向三份体积的混酸溶液中加入聚乙烯吡咯烷酮、苯胺、羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球，超声分散均匀，得到溶液A，向一份体积的混酸溶液中加入过硫酸铵，其中5-磺基水杨酸、聚乙烯吡咯烷酮、苯胺、羧基化铕掺杂二氧化钛纳米空心球、过硫酸铵的质量比为1:0.4:3:100:5，超声分散均匀，得到溶液B，将溶液B在10℃下滴入溶液A中反应6h，离心、洗涤并干燥，得到聚苯胺-铕掺杂二氧化钛的光催化降解材料。

分别向100mL初始浓度为20mg/L的甲基橙溶液中加入50mg实施例和对比例得到的聚苯胺-铕掺杂二氧化钛的光催化降解材料，超声分散均匀，以150W氙灯为光源，光照8h，使用UV-1800PC型紫外可见分光光度计测试甲基橙的降解浓度和光催化降解率，测试标准为GB/T 23762-2020。