Co掺杂ZnO微/纳米纤维的制备及其光催化性能

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为络合剂,与醋酸锌(Zn(CH3COO)2)和乙酸钴(Co(CH3COO)2)反应制得前驱体溶液.采用静电纺丝法制备了PVP/Zn(CH3COO)2/Co(CH3COO)2复合微/纳米纤维,经过高温煅烧得到Co掺杂ZnO微/纳米纤维.采用热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对其进行了表征.以甲基橙模拟有机污染物,考察紫外光照射下所得Co掺杂ZnO微/纳米纤维的降解效果.实验结果表明,所制备的Co掺杂ZnO微纳米纤维对甲基橙溶液具有良好的光催化性能,在光照80min后降解率可达93%.     

二氧化钛的制备及光催化性能研究

以钛酸四正丁酯为钛源,采用水热法和溶胶凝胶法制备纳米二氧化钛(Ti O2),通过X-射线衍射(XRD)以及紫外-可见(UV-Vis)光谱进行表征,研究反应温度、反应时间、煅烧温度、煅烧时间及溶液配比对二氧化钛结构及光催化性能的影响。结果表明,水热法制备的Ti O2结晶程度随反应温度、反应时间、煅烧温度的增加而增加,对模拟污染物罗丹明B的降解能力随反应温度、煅烧温度的增加先升高再降低,在反应温度160℃,煅烧温度500℃,反应时间为4h时降解率最高,达83.73%。溶胶凝胶法制备的Ti O2结晶度随水的比例、煅烧温度、煅烧时间的增加而增加,对罗丹明B的光催化降解能力随着水的比例、煅烧温度的增加先增加再降低,水的比例为1∶2.5,煅烧温度为500℃,煅烧时间为6h时光催化降解率最高,为86.82%,而煅烧时间对其催化率影响不明显。     

掺锌纳米TiO_2光催化性能研究

以钛酸四丁酯、硝酸锌为主要原料,采用溶胶-凝胶法制备掺锌纳米TiO2微粒.以罗丹明B为目标降解物,考察了掺锌纳米TiO2粉体的光催化活性.结果表明:300℃焙烧4.5 h时,得到的催化剂活性最高.在紫外光照射下,催化效果明显优于太阳光照射(在紫外光下,pH值为2时,用1 g/L掺锌2.7%纳米TiO2光照70 min,罗丹明B的降解率接近100%;在太阳光下,pH值为10时,用4 g/L掺锌3.0%纳米TiO2光照120 min,罗丹明B的降解率达93%).     

复合纳米SnO2/ZnO光催化降解酿酒废水的研究

用共沉淀法制备出复合纳米SnO2/ZnO催化剂,并将其用于降解酿酒废水.通过测定废水降解过程中的COD值,研究了不同煅烧温度及保温时间下制取的复合催化剂的光催化活性.结果表明,经600℃煅烧保温6h制得的复合光催化剂对酿酒废水的降解率较高.原废水COD值为9900mg/L左右,经光催化降解后,COD值达到了650mg/L左右,降解率达到了93%.     

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。     

制备纳米纤维的静电纺丝接收器研究进展

静电纺丝是制备纳米纤维的重要方法,在众多领域具有较强应用价值,引起广泛关注。所得纳米纤维的取向和结构对其性能有重要影响,近年来研究主要集中于如何获得结构不同、形态各异的电纺纤维材料,以满足不同领域的使用要求。接收器作为静电纺丝装置的重要部分,决定电纺纤维的分布与组合。目前,通过对接收器进行改进已经能够制备三种基本结构电纺纤维材料,分别是排列规则纳米纤维线、图案化纳米纤维膜和三维纳米纤维体。本文简述静电纺丝原理,分别对比三种类型纳米纤维结构制备中所采用的不同接收器结构特点和收丝效果。该综述可供纳米纤维材料制备、静电纺丝装置改进和静电纺丝技术应用等研究参考。     

锌酞菁接枝纤维素纳米纤维膜的制备及其染料降解性能

针对现有染料光催化降解技术中存在的难回收、循环性差、需紫外光照射等问题，本文制备了一种有机光敏剂接枝纳米纤维膜材料用于染料的高效可见光催化降解。首先利用静电纺丝技术制备纳米乙酸纤维素膜，然后在碱液中水解制备再生纤维素膜(HCA),接着将合成的四羧基锌酞菁光敏剂(CZnPc)通过酯化反应共价接枝到HCA,得到CZnPc功能化纤维素纳米纤维膜(CZnPc-HCA)。采用红外光谱、核磁共振氢谱、质谱与扫描电子显微镜等表征结构和表观形貌，并研究了CZnPc-HCA的光敏活性。结果表明：CZnPc-HCA具有优异的单线态氧产生性能；经氙灯照射90 min,亚甲基蓝初始质量浓度为4 mg/L时，CZnPc-HCA膜(3 cm×3 cm)对其降解率达到75%以上。     

介孔TiO_2纳米纤维的制备及其光催化性质的研究

本论文采用溶胶-凝胶法和静电纺丝法相结合的手段,成功地制备出了具有介孔结构的一维TiO_2纳米纤维。通过对罗丹明B溶液的降解,研究了介孔TiO_2纳米纤维相关的紫外光催化性能。     

制备工艺对纳米氧化锌颗粒大小和催化活性的影响

采用气相沉积法和水热法制备纳米氧化锌,分析了不同工艺条件对纳米氧化锌颗粒大小的影响。以罗丹明B为模拟污染物,研究了不同工艺条件下纳米氧化锌的光催化效率。结果表明:采用两种不同方法制备的纳米氧化锌均为六方晶系纤锌矿结构。气相沉积法制备的样品颗粒粒径大小为51.73~41.39nm;对罗丹明B的降解率最高可达95.24%。采用水热法制备纳米氧化锌,有机添加剂对纳米氧化锌的性能有一定的影响,不添加有机化合物制备的样品颗粒粒径为68.94nm,对罗丹明B降解率为85.28%;添加不同有机化合物,颗粒粒径大小为68.91~45.94nm,对罗丹明B降解率为86.96%~73.43%。在相同条件下,气相沉积法制备的纳米氧化锌颗粒粒径更小,对罗丹明B的降解率更高。     

同轴静电纺多孔氧化锌薄膜制备及其光催化性能

为制备轻质且具有大比表面积的光催化剂,针对静电纺丝中聚合物载体大都有污染且不可再生的问题,以丝素蛋白为载体,通过同轴静电纺丝制备醋酸锌/丝素(ZnAc/SF)纳米纤维薄膜,然后浸渍于硫化钠(Na₂S)溶液中制备硫化锌(ZnS)/SF纳米纤维薄膜,最后经煅烧得到ZnS/C纳米纤维薄膜和多孔ZnO薄膜。借助X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计对薄膜的结构和性能进行表征,并通过亚甲基蓝催化降解实验研究其光催化性能。结果表明:多孔ZnO薄膜是由10~20 nm颗粒组成的介孔网络组织,具有吸收紫外线能力,比ZnS/C纳米纤维薄膜有更强的光催化作用,对亚甲基蓝的降解效率可达99.5%;多孔ZnO薄膜可进行回收利用,4次循环后降解效率达91%。     

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。     

静电纺丝制备WO3-TiO2纳米纤维及其光催化性能研究

采用静电纺丝法制备了WO3掺杂的有机无机PVP/WO3-TiO2纤维,经高温焙烧得到WO3-TiO2纳米纤维.通过DSC-TGA、FT-IR、SEM、XRD和比表面积分析等对样品进行了表征.以模拟印染废水10 mg/L亚甲基蓝溶液为底物,研究了WO3掺杂量和焙烧温度等对亚甲基蓝太阳光催化降解效果的影响.结果表明,WO3掺杂摩尔分数为0.1%,焙烧温度为500℃时,WO3-TiO2纳米纤维的光催化降解效果最好,太阳光照射6 h降解率达到99.5%,重复使用10次降解率仍在97%以上.     

氧化锌纳米纤维的制备及其光催化性能

采用静电纺丝法制备出PVP/Zn(CH3COO)2复合纳米纤维,经烧结得到ZnO纳米纤维。用热重分析仪,X射线能谱仪,傅里叶红外光谱仪,X射线衍射仪和场发射扫描电镜来表征烧结前后纤维的纯度、晶型和表面形貌。以ZnO纳米纤维对亚甲基蓝溶液进行光催化降解研究,考察了光照时间、烧结温度对光催化降解效果的影响。对照自制ZnO纳米颗粒的光催化降解效果,证明ZnO纳米纤维不仅具有良好的光催化性能,还具有很好的重复使用性能。     

Fe_3O_4/TiO_2的制备及光催化降解罗丹明B

采用溶胶-凝胶法制备Fe_3O_4/TiO_2异质磁性催化剂,通过性能流损平衡测试筛选得到最优催化剂Fe_3O_4含量为20%,热处理温度300℃,并对催化剂进行了多手段表征。以罗丹明B为模型污染物,考察催化剂用量、电导率、温度、pH值、复用稳定性的影响。试验结果表明,催化光降解浓度为1×10~(-5)mol/L罗丹明B,电导率为50 m S/cm、温度为30℃、p H值为6、催化剂投加量0.1 g/50 m L,150 min时罗丹明B降解率达到94.6%。     

不同形貌纳米ZnO的制备、掺杂及在改性涤纶织物中的应用

以氯化锌、氢氧化钠、硝酸铝及硝酸钇为原料,采用低温水热法制备不同形貌的纳米ZnO及Al-Y修饰ZnO复合物,并使用掺杂后的ZnO作用于改性涤纶织物。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪和紫外-可见光漫反射等方法对所制样品进行表征。结果表明:通过控制Zn2+/NaOH配比,利用水热法制得片状、花状和棒状的纳米ZnO,其中片状ZnO的光催化活性较好,在紫外光下照射120 min,对亚甲基蓝(MB)的降解率为86.68%。涤纶织物经3%Al-3%Y共修饰片状ZnO掺杂后,在紫外光下照射120 min,对MB的降解率达到92.30%,紫外线防护指数达50+,具备良好的光催化与抗紫外线性能。     

Pr-TiO2纳米复合催化剂的制备及其光催化降解性能

采用溶胶-凝胶法制备了Pr-TiO2纳米复合催化剂,并用DRS、FT-IR、XRD和SEM等对样品形态和结构进行了表征,以罗丹明B(Rh B)印染废水作为探针反应,分别在紫外光和可见光照射下评价其光催化性能.与TiO2纳米催化剂的光催化活性进行对比,Pr-TiO2纳米复合催化剂对罗丹明B溶液(5 mg/L)具有较高的光催化降解性能,可见光下的降解率达到97%.     

Cu2+-TiO2纳米复合催化剂的制备及光催化降解印染废水的性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了Cu2+-TiO2纳米复合催化剂,并用XRD、SEM和DRS对样品进行了结构表征,分别在紫外光、可见光和太阳光的照射下,以罗丹明B、甲基橙、甲基蓝等印染废水的降解率评价Cu2+-TiO2纳米复合催化剂的光催化性能.结果表明:Cu2+的掺杂不仅拓宽了TiO2的光谱响应范围,还提高了其在紫外光区的催化活性.w(Cu2+)=1.3%,锻烧温度500℃时,催化剂活性最高;在紫外光、可见光、太阳光下照射3 h,罗丹明B、甲基橙、甲基蓝等印染废水的降解率均达85%以上.     

锐钛矿型TiO_2的低温微波辅助法制备及其光催化性能

以六氟钛酸铵为钛源,硼酸为硼源,在低温(低于100℃)开放体系中,通过微波辅助法制备了锐钛矿型TiO_2,研究了不同的反应条件对产物晶型的影响。结果表明,反应物比例、前驱体浓度、微波加热温度对TiO_2的晶型没有影响,均为结晶度良好的锐钛矿相。以罗丹明B为降解物,探讨了不同微波反应条件制备得到TiO_2的光催化性能。结果表明,微波辅助法制备得到的TiO_2光催化性能优于商品催化剂P25-TiO_2。紫外光催化150 min后,不同条件下制备的TiO_2对罗丹明B的脱色率≥94%,而P25-TiO_2对罗丹明B的脱色率仅为86%。     

纳米四氧化三铁的制备及其催化过氧化氢降解罗丹明B废水的研究

采用沉淀法制备了纳米四氧化三铁,其粒径范围在50～100 nm,以其为催化剂催化过氧化氢对染料罗丹明B进行降解。考察了催化剂用量、双氧水用量、pH、反应温度对罗丹明B降解率的影响。在实验条件下,对罗丹明B的降解率达96%,其反应符合一级动力学反应,且催化剂可以重复使用。     

PAN掺杂罗丹明B制备荧光纳米复合纤维及其表征

将聚丙烯腈(PAN)制成纺丝液,加入不同含量的荧光染料罗丹明B(RB),通过静电纺丝的方法,制备荧光纳米纤维,并通过扫描电镜(SEM)观察荧光纳米纤维的表面形态,利用荧光分光光度计表征了纳米纤维的荧光性能。结果表明,不同含量的荧光染料,在相同的纺丝工艺参数下,制备出的荧光纳米纤维具有不同的尺寸及成丝状态,且荧光在一定浓度下强度最高。