PAN纤维增强hemin/TiO_2可见光催化性能研究

使用偕胺肟改性聚丙烯腈(PAN)纤维作为载体,通过配位作用同时负载氯化血红素(hemin)和二氧化钛(TiO_2)制备了复合光敏催化材料,在对其表面形貌和光吸收特性进行表征的基础上,考察其在有机染料降解反应中的可见光催化性能。结果表明,hemin/TiO_2能够有效负载于改性PAN纤维表面,而且所制备的催化剂在可见光区显示出较强的吸收性能。通过对染料光催化降解试验发现,纤维载体能够大幅提升hemin/TiO_2的光催化活性,而且其活性与催化剂中hemin含量相关;该复合光敏催化材料具有较宽的pH适用范围,而且增加可见光强度能够提升其光催化活性。     

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。     

负载MIL-53(Fe)的改性聚丙烯腈纤维光催化剂的制备及其性能

针对MIL-53(Fe)粉末作为光催化剂的光响应范围窄、催化效率低和难回收利用等问题,以偕胺肟改性聚丙烯腈(PAN)纤维作为载体,通过表面原位合成法制备了负载不规则MIL-53(Fe)的纤维MIL-53(Fe)-PAN。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪和紫外-可见漫反射光谱仪对其表面形态、微观结构和光吸收性能进行表征,并对其在染料降解中的光催化性能进行了研究。结果表明:原位合成的MIL-53(Fe)能够均匀分布于改性PAN纤维表面,部分MIL-53(Fe)呈现出一定的结晶性能,且纤维配体的电荷转移(LMCT)效应将其光谱响应范围拓宽至800 nm;由于纤维配体和对苯二甲酸配体的协同作用,使得MIL-53(Fe)-PAN在染料降解中显示出极高的可见光催化活性,远优于MIL-53(Fe)粉末及其直接负载改性PAN纤维催化剂,为高效金属有机框架材料(MOFs)光催化剂的结构调控提供了新的思路。     

改性聚丙烯腈纤维负载MoSx/TiO2光催化材料制备及其降解染料性能

为提升MoS_x/TiO₂异质结的光催化性能,使用偕胺肟改性的聚丙烯腈(PAN)纤维作为载体,先通过静电结合及原位转化负载MoS_x,再通过配位作用结合TiO₂合成了复合光催化剂。分析了该催化剂的表面形貌、化学结构和光吸收性能,并考察了其在可见光下对印染废水的处理效果。结果表明:MoS_x和TiO₂可均匀分布于PAN纤维表面,且MoS_x的引入大幅提升了催化剂的光吸收性能,并能够在波长大于500 nm的可见光下快速氧化降解染料废水,其反应速率常数达到单独负载TiO₂纤维催化剂的4.7倍;该催化剂具有优异的重复使用性能,其高活性主要来源于MoS_x对污染物的强吸附能力及其在可见光下对TiO₂的敏化作用。     

氮掺杂氧化石墨烯-TiO2/PAN复合纳米纤维膜的制备及其光催化性能

为制备具有较高光催化性能的材料,使用尿素改性氧化石墨烯得到氮掺杂氧化石墨烯(NG),然后用NG改性TiO2得到NG-TiO2,结合静电纺丝技术使其负载在聚丙烯腈(PAN)纳米纤维膜上,得到具有光催化活性的多孔NG-TiO2/PAN复合纳米纤维膜.对该材料采用扫描电镜(SEM)、可见紫外漫反射光谱(UV-vis DRS)...     

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.     

La~(3+)/Ce~(4+)对TiO_2可见光光催化活性的影响

采用醇盐水解法制备了La3+/Ce4+改性的TiO2光催化剂,分别就La3+/Ce4+添加量以及焙烧温度对改性TiO2粉体的晶相、比表面积等对其可见光光催化活性的影响进行了研究。结果表明,La3+添加量为1.5时,改性TiO2粉体经550℃焙烧2h后,在波长为420nm,照度为1200μw/cm2的可见光下照射12h后,对甲基橙的降解率可达47.60%,呈现出较好的可见光光催化活性。     

NiFe-LDH@Cu2O/PAN光催化纤维的制备及性能研究

针对Cu₂O光催化活性较低,粉末光催化剂不易回收及重复使用性差等问题,采用静电纺丝方法制备NFC/PAN光催化纤维;通过引入可在其夹层中容纳阴离子的层状双氢氧化物,用NiFe-LDH对Cu₂O进行改性,并将其负载于PAN纤维,使用扫描电子显微镜、能谱仪、万能试验机、紫外可见吸收光谱等测试方法,评价不同Ni₃Fe₁-LDH@Cu₂O添加量对光催化纤维的性能影响。指出：在可见光照射60 min后,NFC质量百分比为5%的Ni₃Fe₁-LDH@Cu₂O/PAN对亚甲基蓝的降解效果最佳,达到91.7%,且其比表面积为76.3 cm²/g,具有一定力学稳定性,重复使用5次后其降解率依旧达85%以上;5%Ni₃Fe₁-LDH@Cu₂O/PAN光催化效果在短时间可达到高效率,其光催化纤维降解速率常数最大,为0.022 6,拉伸断裂强力提高3...     

改性PAN纤维负载hemin催化剂的制备及应用

分别使用盐酸羟胺及其与水合肼的混合物对聚丙烯腈(PAN)纤维进行改性,得到偕胺肟改性PAN纤维(AO-PAN)和含有偕胺肟、氨基腙两种基团的混合改性PAN纤维(M-PAN)。然后分别将其与氯化血红素(hemin)进行反应制备了仿生催化剂hemin-AO-PAN、hemin-M-PAN,并应用于染料的氧化降解反应中,探讨了改性PAN纤维的增重率对hemin负载量及脱色率的影响,分析了纤维形态结构的变化及催化条件对催化剂降解染料的影响。结果表明,引入氨基腙基团会降低AO-PAN负载hemin的能力,但会明显改善其负载hemin后纤维的表面形貌和机械性能;hemin-AO-PAN、hemin-M-PAN都能够通过活化H2O2氧化降解罗丹明B染料,且相似条件下hemin-M-PAN比hemin-AO-PAN具有更高的催化活性,而且还具有较强的活化H2O2的能力以及较宽的p H适用范围。     

银/二氧化钛可见光催化自清洁织物的制备及其性能

为制备基于可见光光催化降解机制的自清洁织物,吡咯(Py)为单体,以硝酸银为银源,通过化学氧化聚合在商业化的纳米二氧化钛(TiO2 )表面形成聚吡咯掺杂银包覆层(PPy-Ag/ TiO2 ),然后高温焙烧去除PPy,获得可见光响应催化剂银/ 二氧化钛(Ag/ TiO2 )。通过共分散溶液用浸渍涂覆法将其涂覆到聚丙烯腈(PAN)纤维上,经加捻、合股织制成织物。借助扫描电子显微镜、红外光谱分析仪、热重分析仪、紫外可见分光光度计等测试织物的结构和性能。结果表明：Ag/ TiO2 粒子较均匀地负载到PAN 纤维表面,其负载率约为3. 17%;涂覆Ag/ TiO2 的织物对亚甲基蓝、罗丹明B 和红酒在可见光下具有良好的降解作用,表现出良好的自清洁效果;经多次洗涤后,该织物仍保持良好的光催化效果,具有良好的耐洗牢度。     

负载不同形貌Cu_2O/PAN纳米纤维膜光催化性能研究

为探究不同形貌Cu_2O/PAN纳米纤维膜对降解染料污染水中的有机染料的效率,以亚甲基蓝(MB)为模型污染物,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外-可见吸收光谱(UV-vis)等表征方法,评价了不同形貌Cu_2O/PAN纳米纤维膜在可见光下对MB光催化脱色性能的影响。结果表明:在室温、pH值5.6、初始染料用量30 mL(15 mg/L)、催化剂量0.05 g时,500 W氙灯照射120 min后,十二面体Cu_2O/PAN纳米纤维膜对MB的脱色率最高,可达94.75%;复合膜重复使用5次后,可见光照射120 min降解率仍保持在85%,表明复合纳米纤维膜具有可重复性。研究结果表明:形貌不同的Cu_2O/PAN纳米纤维膜的光催化效果不同;该纳米纤维膜的可重复性高,可高效率降解有机污染物。     

纳米TiO2溶胶掺杂改性及在棉织物上的应用

在低温条件下采用溶胶-凝胶法合成纳米二氧化钛,通过控制反应物钛酸四丁酯与水的比例,制备了纳米TiO2溶胶,并用掺杂金属方法对其进行改性处理.结果表明:当Fe3+掺杂量为1％,Cu2+掺杂量为2％时,掺杂纳米TiO2溶胶对紫外-可见光吸收效果及对亚甲基蓝的光催化活性有较明显提高.将其用于棉织物整理,可提高织物对可挥发有机化合物(VOC)的降解率及抗紫外线效果,且对织物断裂强无较大影响.     

Fe~(3+)掺杂纳米TiO_2改性水性聚氨酯的制备及性能研究

以过氧钛酸水溶液为前驱体,在100℃下回流4 h,制备了透明的Fe~(3+)掺杂纳米二氧化钛(TiO_2)溶胶,可见光下的催化性能测试表明Fe~(3+)的最佳掺杂浓度为0.1%。将该掺杂浓度的纳米TiO_2溶胶与水性聚氨酯乳液通过简单共混制备了Fe3+掺杂纳米TiO_2改性水性聚氨酯复合膜。采用SEM、UV-Vis、TG等测试方法对复合膜进行表征,结果表明,纳米粒子均匀分散于复合膜中,并赋予了水性聚氨酯良好的紫外吸收能力。机械性能测试表明复合膜的抗张强度得到明显提高,并且在添加量为1%时达到最强(43 MPa),相对增强了13%。可见光下复合膜对亚甲基蓝(MB)的去除实验表明,Fe~(3+)掺杂纳米TiO_2的添加使得水性聚氨酯膜具有光催化自清洁能力。     

CNTs/La~(3+)掺杂TiO_2纳米纤维对Cr(Ⅵ)的催化性能研究

通过静电纺丝技术分别制备了碳纳米管(CNTs)掺杂,CNTs/La~(3+)共掺杂的TiO_2纳米纤维,以重金属Cr(Ⅵ)为目标降解物,考察了碳纳米管单组分掺杂,La3+/碳纳米管(CNTs)共掺杂TiO_2纳米纤维(CLCT)及溶液p H值对重金属Cr(Ⅵ)催化活性的影响。结果表明,La3+掺杂的TiO_2光催化活性高于纯TiO_2,适量La3+/碳纳米管共掺杂TiO_2光催化活性进一步提高,最佳掺杂量是当CNTs相当于Ti的摩尔浓度为0.15∶1和La3+的摩尔比为0.05%时得到的纳米纤维催化剂。当重金属Cr(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L,纳米纤维催化剂(CLCT)投加量为1.0 g/L,p H值为4时,10mg/L的Cr(Ⅵ),在可见光源照射下100 min后的催化效率达99.86%。     

石墨烯负载TiO_2复合材料的制备及光催化降解印染废水的研究

利用溶胶-凝胶法和水热法制备了石墨烯改性TiO_2催化剂。通过X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UVVis)、扫描电镜(SEM)、光致发光荧光光谱仪(PL)对催化剂进行表征,并考察了该催化剂对亚甲基蓝的光催化降解性能。结果表明,石墨烯成功负载到TiO_2表面,不同石墨烯负载量的TiO_2均为锐钛矿结构,石墨烯的加入减小了TiO2的禁带宽度,增大了光吸收范围,延长了光生载流子寿命。催化剂活性随石墨烯负载量的增加先增大后减小,3%石墨烯负载量的TiO_2具有最高的光催化活性,达到85.5%。光催化活性的提升原因:(1)光吸收的增加;(2)石墨烯的加入促进了电子的转移,延长了光生载流子的寿命。     

纳米Fe~(3+)-TiO_2改性聚乙烯醇基紫胶复合涂膜材料工艺优化

以新型纳米Fe3+-TiO2、紫胶、琥珀酸单甘油酯(succinylated monoglycerides,SMG)添加量为影响因素,对乳化紫胶聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)溶液体系改性,以成膜透湿率为指标,通过响应面试验方法优化复合膜制备工艺,并对复合膜抑菌性能进行研究。结果表明:紫胶协同纳米Fe3+-TiO2交联改性PVA能显著降低PVA基膜材料的透湿率(P0.05);复合膜中紫胶添加量与纳米Fe3+-TiO2及SMG添加量对成膜透湿率有显著的交互作用(P0.05);以复合膜透湿率为指标的回归优化结果:纳米Fe3+-TiO2添加量9.18 mg/100 m L、紫胶添加量1.33 g/100 m L、SMG添加量0.92 g/100 m L,此时成膜透湿率为(392.43±8.37)g/(m2·24 h),比PVA单膜降低了60%以上;复合膜在可见光催化反应180 min后,与PVA单膜相比,沙门氏菌和李斯特菌的活菌数量分别降低1.8(lg(CFU/m L))和1.6(lg(CFU/m L)),说明纳米Fe3+-TiO2改性PVA基紫胶复合涂膜材料能赋予其可见光催化靶向抑菌性能。     

微纳复合光催化纤维的制备及其性能研究

以具有较好力学性能的微纳复合纤维为载体,通过喷涂法分别将硅溶胶和二氧化钛均匀负载于纤维表面,制备具有高效光催化活性的光催化纤维。研究了不同硅溶胶质量分数和催化剂质量分数对材料整体形貌的影响,以极性有机污染物罗丹明B(Rhodamine B, RhB)与卡马西平(Carbamazepine, CBZ)和非极性有机污染物甲苯为底物,探究了光催化纤维的催化活性和循环使用性能。结果表明:该光催化纤维能有效降解上述有机污染物,去除率均能达到90%以上,其中对CBZ去除率达到99.6%;另外,经过10次循环测试后,光催化纤维对RhB去除效果基本未变,说明硅溶胶的引入实现了纤维与催化剂之间牢固结合。该方法操作简单可控性强,可有效地应用于催化纤维的制备。     

柚子皮皂化交联改性及其对水溶液中Cu~(2+)的吸附性能研究

以天然柚子皮(PP)为原料,经乙醇、Na OH和Mg Cl2处理,得到了改性柚子皮吸附剂(CPP),并将其用于对水溶液中Cu2+的吸附。用静态吸附法考察了吸附过程中的溶液p H、液固比、温度、吸附时间对吸附性能的影响,产物的结构通过红外光谱进行了表征。结果表明柚子皮经皂化交联改性后其表面的活性基团增加。在Cu2+溶液初始浓度为20μg/m L、吸附温度为25℃、液固比为1∶5L·g-1、p H为2、吸附时间为100min时,CPP对Cu2+离子有很好的去除效果,其中CPP的吸附率为91.65%,且吸附过程可以很好地用准二级动力学方程描述。     

用水热还原法制备可见光响应TiO2光催化剂

为获得可见光下高效降解含盐废水中有机污染物的光催化剂,研究了水热还原法对商用TiO₂光催化剂(P25)的表面改性,制备出Ti³⁺掺杂的可见光响应光催化剂,并探索了水热还原法中条件变化对可见光下催化剂降解高含盐废水中甲基橙的影响规律。结果表明:水热还原过程不仅可以去除P25表面的氧化基团,且可以通过还原作用将TiO₂结晶态无序化形成异质结结构;TiO₂中Ti⁴⁺被还原后在催化剂中引入Ti³⁺拓展了催化剂的可见光响应范围,从而具备可见光催化活性;乙醇作为还原剂进行水热还原处理后,催化剂对甲基橙的降解活性最高,5 h的去除率可达95%,温和的水热还原过程也保证了催化剂的稳定性,在重复光降解实验中,该催化剂对甲基橙5 h去除率均超过90%。     

静电纺PAN/TiO_2多孔纳米复合光催化纤维的制备

为制备具有较高的光催化性能和重复使用性能的纳米二氧化钛(TiO_2)光催化材料,采用静电纺丝技术制备PAN/TiO_2纳米复合纤维,通过溶出致孔剂(PVP)使单根纤维表面形成孔状结构的PAN/TiO_2多孔纳米复合光催化纤维,采用扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)、比表面积分析(BET)等方法对材料进行表征。研究相同条件下,不同原料配比的PAN/TiO_2多孔纳米复合光催化纤维对亚甲基蓝溶液的吸附及光催化性能的影响。结果表明:当吸附时间为105 min时,PAN/TiO_2多孔纳米复合光催化纤维对10 mg/L的亚甲基蓝溶液最佳吸附率为58.78%;在紫外灯下光催化反应60 min时,对10 mg/L的亚甲基蓝溶液的最佳光催化降解率达到92.48%,并在重复使用5次后,对亚甲基蓝溶液的光催化降解率达到84.1%。