TiO2纳米纤维的制备及其光催化降解染料性能

为了提高TiO₂光催化性能，采用电纺丝技术和煅烧工艺，以钛酸四丁酯(TBT)为钛源、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为高聚物模板，制备PVP/TBT复合纳米纤维膜，再经煅烧得到连续TiO₂纳米纤维。通过SEM、XRD、TG测试对材料的形貌、结构进行表征，并在紫外光的照射下，以亚甲基蓝为目标降解物，使用TiO₂纳米纤维为光催化剂进行降解实验。结果表明：在450℃下煅烧得到的TiO₂纳米纤维具有良好的光催化活性。在染料质量浓度为20 mg/L,染料与TiO₂纳米纤维质量比为1∶75的条件下，20 min时的降解率为93.31%,80 min的降解率为99.83%,效果显著。     

聚丙烯腈/醋酸纤维素/TiO2复合纳米纤维膜的制备及其光催化降解性能

为研究碱改性前后复合纳米纤维膜的光催化降解性能,首先利用静电纺丝技术制备聚丙烯腈/醋酸纤维素/二氧化钛(PAN/CA/TiO₂)复合纳米纤维膜,依次用0.05、0.10 mol/L的氢氧化钠溶液对其进行碱处理,制得聚丙烯腈/再生纤维素/二氧化钛(PAN/RC/TiO₂)复合纳米纤维膜,并应用于染料废水处理。借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪及接触角测量仪等手段表征了复合纳米纤维膜的结构与亲水性;同时研究了复合纳米纤维膜的力学与光催化降解性能。结果表明:经碱处理后,复合纳米纤维膜的静态接触角由125.30°减小到10.20°,亲水性能得到很大的改善;PAN/RC/TiO₂复合纳米纤维膜对亚甲基蓝(MB)溶液的降解率达到91.2%,而空白对照样对MB溶液的降解率仅为10.1%,且重复使用3次后,复合纳米纤维膜对MB溶液的降解率仍达74.7%。     

FePc/TiO2负载纳米纤维膜制备及光催化性能

使用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维,通过对其化学改性引入偕胺肟基团,然后借助配位作用同时负载酞菁铁(FePc)和二氧化钛(TiO₂)制备了光催化剂,在对其形态结构和光吸收特性进行表征的基础上,考察其在有机染料氧化降解中的光催化性能。结果表明,FePc和TiO₂能够有效负载于改性PAN纳米纤维表面,并使其形貌发生明显变化。FePc能够作为光敏剂拓宽TiO₂催化剂的光谱响应范围,使其在可见光区显示出较强吸收,从而能够在可见光辐射下对染料的氧化降解反应显示出较高的光催化活性。此外,当改性PAN纳米纤维增重率为30.4%时,制备的光催化剂显示出最佳活性,而且其催化活性与可见光强度呈正相关性。     

PVA/海藻酸钠/TiO2纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠为二元聚合物基体,掺杂纳米TiO₂,利用静电纺丝技术制备了具有生物亲和性和抗菌性的纳米纤维复合膜。讨论了海藻酸钠和纳米TiO₂的加入对纺丝溶液性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、热失重(TGA)等分析了纤维膜的微观结构、内部物质之间的相互作用和热学性能,最后对纳米纤维膜进行了抗菌测试。结果表明：海藻酸钠的加入使纤维的直径减小且分布更为集中;纳米TiO₂的加入使得纳米纤维膜获得了抗菌性能,在光照条件下对大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌的24 h抗菌率都达到了90%以上。     

聚乙二醇对硫酸钛水热改性涤纶光催化性能的影响

为提高涤纶的光催化性能,基于水热合成技术,采用硫酸钛、尿素和聚乙二醇在涤纶表面负载纳米TiO₂颗粒,研究了TiO₂改性涤纶紫外线辐照光催化降解亚甲基蓝染料的性能,并借助扫描电子显微镜、粒度分析仪、X射线衍射仪等仪器对改性涤纶光催化性能增强的原因进行分析。结果表明:聚乙二醇的质量浓度和相对分子质量会对水热条件下硫酸钛和尿素在涤纶表面生成的纳米TiO₂颗粒大小和负载量产生影响;与未添加聚乙二醇相比,400添加聚乙二醇400浓度为12.5 mL/L时,涤纶纤维表面负载的纳米TiO₂颗粒增加,且晶粒尺寸减小为9.4 nm,并且经紫外线辐照120 min后,TiO₂改性涤纶降解亚甲基蓝染料总有机碳含量值由0.001 11%降至0.000 46%。     

Yb-TiO2复合光催化剂的制备及光催化性能

基于TiO₂主体材料,通过镱掺杂改性制备了Yb-TiO₂纳米光催化剂,并用XRD、FT-IR和PL等技术对样品的晶体结构和性能进行表征,优化了Yb-TiO₂纳米光催化剂配比(0.8%),并以玫瑰红B模拟废水进行探针反应,分别在紫外光和可见光照下评价其光催化性能。与未掺杂TiO₂纳米光催化剂进行对比,Yb-TiO₂纳米光催化剂对玫瑰红B溶液表现出更高的光催化降解性能,在紫外光(90 min)和可见光(180 min)下的脱色率分别达到99%和90%。     

Al2O3用量对聚四氟乙烯/Al2O3复合疏水纤维膜性能的影响

超疏水材料因其表面特殊的浸润性在各领域拥有广泛的应用前景,为了研究氧化铝(Al₂O₃)的负载对聚四氟乙烯(PTFE)超疏水纤维膜性能的影响,利用静电纺丝法制备了PTFE/聚乙烯醇(PVA)/Al₂O₃复合纤维膜,并通过烧结去除PVA使Al₂O₃成功负载,得到PTFE/Al₂O₃复合纤维膜;利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、接触角测定仪等研究了Al₂O₃的质量分数对PTFE/Al₂O₃复合纤维膜形貌特征、纤维直径以及疏水性能的影响。结果表明：在超疏水PTFE纤维膜表面负载纳米级Al₂O₃颗粒能够在保持纤维膜表面形貌的情况下大幅度增强其疏水性能;当Al₂O₃质量分数为0.5%时,纤维膜表面疏水性最强,疏水角高达163°;当烧结温度为330℃时,...     

Bi2MoO6修饰TiO2复合纳米棒阵列光催化剂的制备及其光催化性能

为获得可回收的高效降解有机污染物光催化剂,采用水热/溶剂热二步法在TiO₂纳米棒阵列上修饰Bi₂MoO₆纳米片,合成了Bi₂MoO₆/TiO₂复合纳米棒阵列可见光催化剂。对Bi₂MoO₆/TiO₂光催化剂的形貌、结构、化学元素组成和光学性能进行分析,并借助电化学工作站测试了Bi₂MoO₆/TiO₂纳米棒阵列异质结构的光电化学性能和光催化性能,分析了光催化活性增强的机制。结果表明:较窄带隙的Bi₂MoO₆修饰TiO₂纳米棒阵列拓宽了光谱响应范围,促进了光生载流子的有效分离和转移,显著提高了亚甲基蓝的光催化降解效率;TiO₂和Bi₂MoO₆之间形成type Ⅱ型异质结,Bi₂MoO₆/TiO₂的type Ⅱ型能带结构与可见光的扩展吸收之间的协同作用是光催化性能提升的内在机制。     

g-C3N4掺杂TiO2/活性炭复合光催化剂的制备及其光催化性能

采用直接热聚合法和溶胶-凝胶法分别制备石墨相氮化碳(g-C3N4)和二氧化钛活性炭复合材料(TiO₂/AC)两种前驱体，再通过两步法制备石墨相氮化碳掺杂二氧化钛活性炭复合光催化剂(g-C₃N₄/TiO₂/AC)。利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)以及瞬态荧光光谱(PL)等方法对g-C₃N₄/TiO₂/AC复合光催化剂进行表征；以亚甲基蓝(MB)作为模拟染料，探究g-C₃N₄/TiO₂/AC复合光催化剂的暗吸附性能、光催化降解性能、循环使用性能和光催化降解反应动力学，并对反应机理进行探讨。结果表明：g-C₃N₄/TiO₂/AC复合光催化剂具有较好的层状结构，且对可见光具有较好的吸收，在加入量为2.0 g/L时，其对MB的暗吸附率和光催化降解率...     

二硫化钼/聚丙烯腈复合纳米纤维膜的制备及其光催化性能

采用水热合成法制备了无机半导体光催化剂二硫化钼(MoS_2),利用静电纺丝技术,将MoS_2粉末添加到不同质量分数的聚丙烯腈(PAN)溶液中进行共混纺丝,制备MoS_2/PAN复合纳米纤维膜,并用于罗丹明B溶液的催化降解。借助扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)等对纳米纤维膜的形貌和性能进行表征。结果表明:MoS_2/9%PAN复合纳米纤维膜中的纳米纤维形貌较好,直径较均匀,MoS_2在纳米纤维上的分布也较为均匀;使用其对30 mL的10 mg/L罗丹明B溶液进行光催化降解,光催化效果好,降解率达89.8%,重复使用3次后,降解率仅下降了2.3%,表现出良好的循环使用性。     

柔性ZrO2纳米纤维膜的制备及其应用研究现状

针对现有制备方法获得二氧化锆(ZrO₂)纳米纤维膜柔性不足的问题,综述了近年来利用静电纺丝技术在制备柔性ZrO₂纳米纤维膜方面的研究进展。基于现有研究成果,从前驱体溶液、静电纺丝工艺和煅烧温度3方面系统阐述了静电纺制备柔性ZrO₂纳米纤维膜的工艺流程,并概述了纤维形貌、孔隙结构和晶体结构对柔性ZrO₂纳米纤维膜的影响,介绍了柔性ZrO₂纳米纤维膜在能源、生物等领域的应用。最后指出:采用静电纺丝技术制备的柔性ZrO₂纳米纤维膜具有比表面积大、耐热性高等一系列优异特性,但仍存在纤维膜韧性相对较差的缺陷,尚无法满足实际工况要求;提高柔性ZrO₂纳米纤维膜的整体力学性能,并进行批量化制造,以满足实际应用是未来研究的重点。     

聚丙烯腈抗菌复合纳米纤维膜的制备及其抗菌性能

为研究分析不同抗菌剂对聚丙烯腈(PAN)抗菌纳米纤维的影响,进一步开发功能性纳米纤维纺织品,通过静电纺丝方法制备PAN/三氯生(TCS)、PAN/TiO₂抗菌复合纳米纤维膜,借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪等对纳米纤维膜的微观结构和性能进行表征。结果表明:相对于纯 PAN纳米纤维膜,PAN/TCS 和PAN/TiO₂抗菌纳米纤维膜的纤维直径减少了39% ~ 71%,拉伸强度增加了12% ~ 88%; PAN/TCS 复合纳米纤维膜对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌圈都大于1 mm;由于TiO₂为非溶出型菌剂,PAN/TiO₂复合纳米纤维未发现抑菌圈;PAN/TCS 和PAN/TiO₂纳米纤维对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑菌率都达到了91.98%以上,且抑菌率随着TCS和TiO₂质量分数的增加而增加。     

氮碳量子点/二氧化钛复合整理粘胶织物光催化协同构效

为提高服装面料在太阳光下的光催化自清洁性能,采用柠檬酸和尿素制备氮碳量子点(N-CQDs),并通过水热法与纳米二氧化钛(TiO₂)共同整理粘胶织物,制备出太阳光响应复合光催化纺织品。借助扫描电子显微镜、红外光谱仪、紫外-可见分光光度计等对整理前后的粘胶织物进行表征,测试其光学吸收性、光催化降解脱色性和稳定性,研究N-CQDs、TiO₂及其复合体系降解罗丹明B的协同构效机制。结果表明:在模拟日光下催化降解罗丹明B 5 h时,经N-CQDs/TiO₂整理的粘胶织物脱色率为76.5%,比经TiO₂整理粘胶织物的脱色率(51.3%)提高了49.1%,且循环降解6次后,脱色率仍能达到62.34%。     

负载WO3的细菌纤维素/Au膜制备及其催化性能

为开发一种新型纳米纤维材料用于催化降解抗生素废水,通过化学还原法在分散的细菌纤维素(BC)纳米纤维上沉积Au纳米颗粒,然后以此为载体采用真空辅助过滤方法形成均匀负载纳米WO₃光催化材料的BC/Au-WO₃纳米纤维膜。利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析样品的组成结构和表观形貌,并对其进行紫外-可见光吸收光谱、交流阻抗、力学性能、光催化和光电催化测试。结果表明：BC纳米纤维可对WO₃颗粒起到良好的柔性支撑作用,同时Au纳米颗粒的加入可降低材料的电荷转移阻抗并增强光吸收能力,从而提高其光催化降解性能;相对于单一的光催化反应,光电催化反应可加速降解反应并能提高降解率;在2.0 V附加电压和150 W氙灯下BC/Au-WO₃在3 h内对盐酸四环素的催化降解率可提高至78.4%。     

SiO2原位掺杂聚偏氟乙烯纳米纤维膜的制备及其性能

为提高聚偏氟乙烯(PVDF)的压电性能,以PVDF和正硅酸乙酯(TEOS)为原料,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和丙酮为混合溶剂,利用原位复合溶胶-凝胶法和高压静电纺丝技术制备纳米SiO₂原位掺杂PVDF复合纳米纤维膜,并分析纳米纤维膜的表面微观形貌、化学结构、力学性能以及压电性能等。结果表明:复合纳米纤维膜的面密度与厚度随TEOS质量的增加而增加;静电纺丝使PVDF中部分α相转变为β相,纯PVDF纳米纤维膜的β相含量是PVDF粉末的1.54倍,为(31.42±0.62)%;且原位掺杂SiO₂后β相含量进一步提高,拉伸强力与输出电压均呈先增大后降低的趋势,当TEOS质量为1.643 g时PVDF纳米纤维膜β相含量最高为(42.59±0.62)%,原位掺杂PVDF纳米纤维膜拉伸强力最大为(8.03±0.19) N,输出电压最高为(2.33±0.13) V。     

二氧化钛水热改性涤/棉混纺织物的自清洁性能

为赋予涤/棉混纺织物光催化自清洁性能,基于水热合成技术,分别使用钛酸四丁酯、硫酸钛以及硫酸氧钛在涤/棉混纺织物表面负载纳米TiO₂颗粒,借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、热重分析仪和紫外-可见光漫反射光谱仪等对TiO₂改性涤/棉混纺织物的结构和性能进行分析,比较了不同种类TiO₂前驱体改性涤/棉混纺织物可见光下降解污物的自清洁能力。结果表明:较钛酸四丁酯和硫酸钛改性的涤/棉混纺织物,硫酸氧钛改性涤/棉混纺织物接枝的锐钛矿型TiO₂颗粒多且尺寸小,光吸收能力增强,禁带宽度减小,其光催化自清洁性能优异,5次洗涤后自清洁性能没有明显减弱。     

预氧化PAN/TiO2复合微粒的太阳光催化活性

采用水相沉淀法合成聚丙烯腈(PAN),并将其复合到纳米二氧化钛(TiO₂)表面,制备PAN/TiO₂复合微粒。PAN/TiO₂经预氧化得到共轭结构的复合微粒,拓宽了纳米TiO₂的光响应范围。采用FTIR和DTA-TG对PAN/TiO₂进行表征,结果表明,纳米TiO₂上附着有预氧化的PAN,PAN/TiO₂热稳定性较好。改变n(AN)∶n(TiO₂)制备不同的PAN/TiO₂,并用于太阳光下罗丹明B的降解。结果表明,n(AN)∶n(TiO₂)为1∶120时,PAN/TiO₂光催化性能较好。     

废弃口罩基ZIF-8/Ag/TiO2复合材料的制备及其光催化降解染料性能

针对废弃口罩和印染废水处理难题,利用金属有机骨架ZIF-8高度可调的孔径、大的比表面积、优异的吸附和光催化活性,基于化学共沉淀法和煅烧技术制备出ZIF-8/Ag/TiO₂异质结,并将其负载到废弃的口罩上。对颗粒物和口罩复合材料的形貌、结构、比表面积、键合状态、能带结构和热稳定性进行了分析,测定了吸附、光催化降解亚甲基蓝和刚果红染料性能。研究结果表明:较原始口罩,废弃口罩基ZIF-8/Ag/TiO₂复合材料的吸附、可见光光催化降解亚甲基蓝染料能力分别提高了12.9倍和4.8倍,且可多次重复使用;较ZIF-8和ZIF-8/TiO₂,ZIF-8/Ag/TiO₂异质结吸附能力和可见光光催化活性增强。Ag掺杂ZIF-8/ZnO与C、N掺杂TiO₂使得ZIF-8/Ag/TiO₂异质结带隙变窄,且有孔的中空结构能够更加充分地吸收可见光。