负载焦硅酸银/石墨相氮化碳棉织物的制备及其光催化性能研究

文章通过原位沉积法制备负载Ag6Si2O7/g-C3N4的棉织物,研究g-C3N4含量对其光催化性能的影响。采用X-射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)和紫外可见分光光度计(UV-Vis DRS)分别表征棉织物的晶相结构、物理形态、化学组成和可吸收光,XRD、SEM和EDS分析证明了Ag6Si2O7/g-C3N4成功负载在棉织物上,UV-Vis DRS分析表明负载Ag6Si2O7/g-C3N4棉织物具有较稳定的可见光吸收性能;利用负载Ag6Si2O7/g-C3N4棉织物降解亚甲基蓝评价其光催化性能及耐久性,结果表明负载g-C3N4/Ag6Si2O7棉织物对MB的降解率随g-C3N4含量的增加先升高后降低,当g-C3N4含量为10%时,可见光辐照30 min后,降解率为95%,循环使用3次后仍达85%。     

Ag_3PO_4/TiO_2负载功能织物的制备及其光催化性能

采用原位沉积法制备Ag_3PO_4/TiO_2复合光催化剂,并经浸轧工艺整理1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)处理的棉织物,制备可见光光催化功能棉织物。采用X-射线衍射仪(XRD)、紫外-可见漫反射光谱(DRS)以及扫描电镜(SEM)表征复合光催化剂的晶型、光学性能以及整理织物的表面形貌,并研究了光催化功能织物催化降解模拟染料罗丹明B和甲醛的性能。结果表明,BTCA处理棉织物可以明显提高复合光催化剂在棉织物表面的负载量,所制得的可见光光催化功能棉织物对罗丹明B的降解率可达100%,对甲醛的降解率可达70%,具有良好的可见光光催化降解性能。     

负载焦硅酸银自清洁棉织物的制备及性能

通过原位沉积法制备负载焦硅酸银自清洁棉织物,采用X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线能谱(EDS)和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)分别表征棉织物的晶相结构、物理形态、化学组成和吸收光谱。以亚甲基蓝为光催化降解对象,研究棉织物的自清洁性及其耐久性。XRD、FESEM和EDS证实焦硅酸银成功负载到棉织物上。在可见光照射下,负载焦硅酸银的棉织物具有较好的自清洁性能;光照60 min后,对亚甲基蓝溶液的降解率为85%;多次洗涤,重复使用3次后,降解率仍达80%左右。     

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。     

浸轧水热法负载二氧化钛棉织物的性能研究

以钛酸丁酯为前驱体,在低温条件下用浸轧水热法在棉织物上原位生成纳米级锐钛矿型二氧化钛(TiO_2),并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)加以表征。在紫外光和可见光下,以亚甲基蓝的脱色率和对三种染料的降解能力为指标,研究了负载TiO_2棉织物的自清洁性能。通过紫外-可见光谱(UV-Vis)分析了整理后织物的抗紫外性能。XRD表明,整理后织物上的TiO_2主要为锐钛矿型,粒径6.4 nm;SEM观察发现,棉织物表面均匀分布着大量纳米级TiO_2颗粒;UV-Vis光谱测试显示,负载TiO_2的织物紫外线透过率明显降低。负载TiO_2织物经紫外光照19 h后,对亚甲基蓝染液脱色率为92.13%,经皂洗后脱色率有所提升。制得的负载TiO_2棉织物具有良好的自清洁性能和耐久性。     

浸轧水热法负载二氧化钛棉织物的性能研究北大核心

以钛酸丁酯为前驱体,在低温条件下用浸轧水热法在棉织物上原位生成纳米级锐钛矿型二氧化钛(TiO_2),并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)加以表征。在紫外光和可见光下,以亚甲基蓝的脱色率和对三种染料的降解能力为指标,研究了负载TiO_2棉织物的自清洁性能。通过紫外-可见光谱(UV-Vis)分析了整理后织物的抗紫外性能。XRD表明,整理后织物上的TiO_2主要为锐钛矿型,粒径6.4 nm;SEM观察发现,棉织物表面均匀分布着大量纳米级TiO_2颗粒;UV-Vis光谱测试显示,负载TiO_2的织物紫外线透过率明显降低。负载TiO_2织物经紫外光照19 h后,对亚甲基蓝染液脱色率为92.13%,经皂洗后脱色率有所提升。制得的负载TiO_2棉织物具有良好的自清洁性能和耐久性。     

纳米TiO_2功能化纺织品的制备及性能研究

使用自制的纳米TiO_2水溶胶通过后整理工艺对棉织物进行处理得到纳米TiO_2水溶胶整理棉织物,对纳米TiO_2水溶胶整理织物进行了表征,并测试了其对染料的光催化降解性、甲醛降解性能、自清洁性能及抗菌性能。结果表明,纳米TiO_2水溶胶整理棉织物在光辐射条件下对水中的染料和室内空气中的甲醛具有显著的光催化降解作用。且该整理棉织物不仅具有显著的抗菌性,还能对吸附于其表面的老抽污渍进行光催化降解,实现自清洁效应,是一种集光催化、自清洁和抗菌的多功能织物。     

N-TiO2/SiO2气凝胶整理棉织物的抗紫外和自清洁性能

采用低温一步法制备氮掺杂的纳米TiO2,使用3-氨丙基三甲氧基硅氧烷(APTMS)对SiO2气凝胶进行改性,再以浸-轧-烘法将其负载于棉织物上,制备具有光催化特性的N-TiO2/SiO2气凝胶负载棉织物。采用XRD和SEM分析,以及UPF值等对该气凝胶及其负载棉织物进行表征;以罗丹明B作为模型污染物,在日光下评价其自清洁性能,同时考察其断裂强力变化情况。结果表明:经N-TiO2/SiO2气凝胶整理的棉织物,UPF值为50+,属于极好的紫外防护级别,且具有优良的自清洁性能。     

Tm掺杂TiO_2负载棉织物的自清洁性能

采用溶胶-凝胶法制备的稀土离子(Tm)掺杂TiO_2溶胶整理棉织物,在波长400～780 nm的光照条件下,研究了稀土离子掺杂量、溶胶用量、陈化时间和光照强度对负载溶胶织物自清洁功能的影响。结果表明,织物的自清洁功能与溶胶的制备工艺和光催化工艺有关。在21.0 mW/cm~2的光强下照射180 min,Tm掺杂量为2%,溶胶用量0.5 g/L和陈化5 d的条件下,负载溶胶织物对污物的降解率可达到94%左右。棉织物整理后水洗20次,对污物的降解率为80%。但用该方法处理的棉织物,经纬向断裂强力和断裂伸长率均有一定程度的下降。     

掺杂纳米TiO2棉织物的自清洁性能

采用氧化沉淀法,锌与TiO2的质量比为0.3%,制备了锌离子掺杂纳米TiO2光催化剂。掺杂纳米TiO2可使5 mg/L亚甲基蓝溶液在紫外光下达到56.75%的降解率,可见光下达到42.93%的降解率。将Zn2+/TiO2质量比为0.4%的掺杂纳米TiO2整理到棉织物上,表现出较强的自清洁性能。在紫外光或是可见光照射16 h后,棉织物上的辣椒油污渍基本完全分解。     

中空TiO2微球整理多功能棉织物

本项目通过模板法制备出具有中空结构的TiO2微球，采用不同浓度中空TiO2微球悬浮液及无氟防水剂对棉织物进行整理，对其疏水、隔热及光催化性能进行测试及分析。结果表明：质量分数为5%的TiO2及无氟防水剂整理的棉织物具有良好的疏水、隔热及光催化性能。整理织物的水接触角为151°，并具有良好的自清洁功能；布下温度比空白棉织物低6℃；2h对亚甲基蓝的光催化降解率达99.9%。     

花状TiO2/氟硅烷构筑超双疏棉织物及其光催化性能

制备了具有超双疏、光催化、自清洁等多种功能的多层次TiO₂/氟硅烷织物,分析了功能织物的抗润湿性能、表面形貌、表面化学成分、化学环境耐受性、热稳定性以及在光催化应用方面的性能。研究结果表明,当TiO₂、含氟试剂以及TEOS的添加量分别为0.3 g、0.3 mL和0.2 mL时,整理的棉织物具有良好的超疏水、超疏油性能,接触角达到150°以上,以及优良的耐水洗性和耐酸碱性。锐钛矿型TiO₂与含氟试剂均匀负载到棉织物表面,不仅使超亲水性的棉织物达到拒水、拒油的效果,还在一定程度上具有较优的光催化效应,在模拟太阳光下,对商品染料活性红195的降解率达到78%以上。     

织物基Ag/TiO2光催化材料的原位制备及对染料的降解性能

为解决光催化剂在降解过程中回收困难、易造成水体二次污染的难题，以聚多巴胺为媒介，采用原位合成法，在棉织物上生长二氧化钛(TiO₂)，并负载银(Ag)纳米粒子，制备织物基Ag/TiO₂光催化材料。结果表明，织物基Ag/TiO₂光催化材料在可见光照射210 min时，对亚甲基蓝的去除率达到85.6%。此外，该材料还具有优异的抗菌性能。     

多酸基金属-有机框架负载棉织物的制备及其光催化性能

为制备具有光催化性能的棉织物,通过引入金属有机框架材料,将尺寸适合的多金属氧酸盐装入其中,从而实现多金属氧酸盐在棉织物上的原位生长。研究了金属离子反应时间、多金属氧酸盐用量、有机配体和多金属氧酸盐的反应时间对制备的负载有多酸基金属-有机框架(POMOF)棉织物光催化性能的影响,借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪等对POMOF负载棉织物的形貌与结构进行表征。结果表明:对棉织物进行羧基化改性,可在其表面形成多的活性位点;当改性棉织物在硝酸铜溶液中反应12 h,均苯三甲酸与多钨酸盐的量比为 1∶14, 有机配体和多酸的反应时间为10 h时,POMOF负载棉织物在135 min内对罗丹明B溶液(10 mg/L)的降解率达92.23%;该POMOF负载棉织物具有良好的光催化性能,在印染废水降解方面有较大潜力。     

基于SiO_2-TiO_2复合气凝胶制备超疏水光催化自清洁棉织物

采用水基溶胶-凝胶方法成功制备SiO_2-TiO_2复合气凝胶。分别通过一步浸渍法、一步喷涂法和两步法将复合气凝胶粉末与低表面能物质聚二甲基硅氧烷(PDMS)整理到棉织物上,得到PDMS/SiO_2-TiO_2整理棉织物,对整理棉织物进行了表征和分析。研究发现:不同方法得到的整理棉织物均具有优异的超疏水、光催化和抗紫外线性能;其中一步喷涂法整理棉织物的性能相对较好,水接触角为156°,紫外光照射5 h时对亚甲基蓝溶液的光催化降解率达到94.31%,紫外线防护系数为218.10。此外,PDMS/SiO_2-TiO_2整理的织物还具有优异的防污性和自清洁功能。     

α-Fe_2O_3/Bi_2WO_6复合材料的制备及光催化降解印染废水研究

通过水热法制备Bi_2WO_6、热分解法制备α-Fe_2O_3,并利用机械混合的方式获得α-Fe_2O_3/Bi_2WO_6复合材料。利用XRD、UV-Vis、BET、SEM、XPS对样品进行表征,相比Bi_2WO_6,α-Fe_2O_3/Bi_2WO_6复合结构在可见光区域的吸收带变宽。在α-Fe_2O_3/Bi_2WO_6+H_2O_2光催化系统中,紫外光照射30 min MO完全降解;模拟太阳光照射60 min MO降解率达到85%,高于单独的Bi_2WO_6和α-Fe_2O_3。优良的光催化活性是由于光生电子从α-Fe_2O_3的导带迁移到Bi_2WO_6的导带,有效避免了光生电子-空穴的复合,从而提升了光催化效率;在α-Fe_2O_3/Bi_2WO_6+H_2O_2系统中,H_2O_2作为电子受体,H_2O作为空穴受体,能够产生更多的羟基自由基,促进MO降解。     

钒酸铋负载功能织物的制备及其光催化性能

采用低温原位生长法制备了负载钒酸铋(BiVO4)的可见光光催化功能织物,并用扫描电镜、X射线衍射、X射线光电子谱和紫外-可见光漫反射光谱表征光催化功能织物的界面形态、光催化剂的晶型、颗粒大小及光学特性。通过测试光催化功能织物对C.I.活性蓝19的氧化降解效率,研究其光催化活性及循环使用的稳定性。结果表明,BiVO4负载光催化功能织物在可见光照射条件下,对25 mg/L的活性蓝19溶液进行降解,180 min内降解率达到70%左右;重复使用3次后,降解率基本保持在53%以上。     

锰掺杂ZnS/石墨烯/纤维素复合材料的制备及光催化性能

以硝酸锌(Zn(NO_3)_2·6H_2O)为锌源,以硫化钠(Na_2S·9H_2O)为硫源,通过一步水热法制备得到未掺杂和锰掺杂的石墨烯(GO)修饰的ZnS量子点,并同步将其负载于纤维素纤维上,得到具有优良光催化性能的纤维素纤维。探究了GO添加量、Mn~(2+)掺杂量对ZnS/GO/纤维素复合材料光催化性能的影响。通过扫描电镜(SEM)、激光共聚焦显微镜(CLSM)、荧光光谱(PL)、紫外-可见光分光光度计(UV-vis)对量子点纤维素材料进行分析表征。同时,采用甲基橙(MO)作为光催化底物,探究了纤维素复合材料的光催化性能及循环使用性能。结果表明,在光催化15 min内ZnS/GO/纤维素复合材料可将甲基橙光催化降解完全,而锰掺杂后的复合材料在光催化10 min内就已将甲基橙降解趋于完全;ZnS/GO/纤维素复合材料和Mn:ZnS/GO/纤维素复合材料具有优异的循环使用性能,样品经循环使用10次后,光催化30 min内甲基橙的光催化降解率仍可达到57%。     

光热-光催化双功能Au@Cu2O二元异质结的制备及其对水的清洁处理

为制备具有光热和光催化性能的双功能织物用于净化水，通过分子组装制备出兼具可见光与近红外响应的金/氧化亚铜异质结纳米颗粒(Au@Cu₂O),使用轧-烘-焙将纳米材料整理到棉织物上，得到可用于界面蒸发生产清洁水的光热-光催化双功能棉织物。利用SEM、TEM、UV-VIS-NIR、XRD、FTIR等对Au@Cu₂O及Au@Cu₂O改性棉织物进行形貌、结构的表征，并对改性棉织物在模拟太阳光下对水的净化处理性能进行研究。结果表明：Au@Cu₂O改性棉织物具有良好的光热、光催化性能，在功率密度0.1 W/cm²的模拟太阳光源照射下，Au@Cu₂O改性棉织物的蒸发速率为1.25 kg/(m²·h),太阳光-蒸汽转换效率为77.4%,可见光辐照180 min后对甲基橙的降解率达到89.2%。制备的Au@Cu₂O改性棉织物在净化水领域展示出良好的应用潜力。     

TiO_2-PPy改性棉织物的制备及光催化性能

采用"吸附-原位聚合"法制备了聚吡咯涂层棉织物(PPy-cotton),通过"浸渍-预烘-焙烘"法将溶胶-凝胶法制备的TiO_2纳米颗粒沉积到PPy-cotton表面,制备具有光催化性能的TiO_2-PPy-cotton改性棉织物。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、傅里叶变换红外光谱等手段对样品性能进行表征。以甲基橙溶液为模拟污染物,研究了TiO_2-PPy-cotton的光催化作用。结果表明,经过紫外光和可见光照射3 h,TiO_2-PPy-cotton对甲基橙溶液的降解率分别为89%和73%。