硫化铟锌/纸浆纤维复合纸的制备与光催化除甲醛性能研究

本研究以硝酸铟为铟源,硫代乙酰胺为硫源,硝酸锌为锌源,将硫化铟锌(ZnIn_2S_4)原位负载于纸浆纤维(PFs)上,制得ZnIn_2S_4/PFs复合纸,对其光催化除甲醛特性进行了分析。X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)分析表明ZnIn_2S_4被成功负载于PFs上,紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)分析表明ZnIn_2S_4/PFs复合纸具有光催化活性。研究发现,随着硝酸铟用量的增加,ZnIn_2S_4/PFs复合纸的甲醛去除率先增加后降低。当硝酸铟用量4 mmol时,所制ZnIn_2S_4/PFs复合纸的甲醛去除率最高(73.14%)。将ZnIn_2S_4/PFs复合纸放置于自然环境中30天,其抗张指数仅下降了5.1%,说明ZnIn_2S_4/PFs复合纸具有很好的环境稳定性。ZnIn_2S_4/PFs复合纸经3次光催化循环后,甲醛去除率下降了26.94%,表明具有较好的循环使用性能。     

纳米MnOx负载纸的制备及其甲醛去除性能的研究

采用原位合成法制备了纳米MnO_x负载纸,并对其甲醛去除性能进行了研究。纳米MnO_x负载纸的甲醛去除性能与纳米MnO_x颗粒的沉积率之间有一定的相关性。当KMnO_4浓度为0.1 mol/L、无水乙醇用量为60 m L、反应温度和反应时间为25℃和2 h时,可制备出甲醛去除性能最优的纳米MnO_x负载纸。扫描电子显微镜观察表明,纸浆纤维的表面沉积了纳米MnO_x颗粒。X射线光电子能谱仪(XPS)分析进一步揭示了锰氧化物的生成。纳米MnO_x负载纸对甲醛的去除以催化氧化为主、可见光催化氧化为辅。纳米MnO_x负载纸在无光条件下仍可对甲醛进行有效去除。     

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。     

壳聚糖基复合光催化剂及光催化纸的制备与性能研究

本研究将壳聚糖与光催化剂(实验室自制硅藻土基-N-掺杂TiO_2)复合制备壳聚糖基复合光催化剂,然后将其以一定比例与纸浆混合抄造光催化纸;采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)等对复合光催化剂的形貌、结构及组成成分等进行了表征;利用SEM对光催化纸形态结构、催化剂分布状态等情况进行了分析,并分别对亚甲基蓝(MB)和甲醛进行了光催化降解实验。结果表明,复合光催化剂对MB和甲醛都有较好的光催化降解效果。在250 W高压汞灯照射7 h、检测波长分别为664 nm和630 nm条件下,复合光催化剂对MB的降解率达80%以上、对甲醛的降解率达49%以上;壳聚糖用量10%的复合光催化剂在纸张中的添加量20%时,光催化纸对甲醛的降解率为44%,其抗张指数从空白样的32. 4 N·m/g提升到34. 7 N·m/g,耐破指数从空白样的1. 68 kPa·m~2/g提升到2. 36 kPa·m~2/g。     

活性炭纤维负载金属铂的制备及催化氧化甲醛

针对甲醛污染问题,研制了一种去除甲醛的催化纤维。利用硼氢化钠还原法制备了活性炭纤维(ACFs)载铂(Pt)催化剂(Pt/ACFs),采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附等温线等方法对其进行了表征。Pt/ACFs对甲醛的催化性能结果表明,Pt/ACFs对甲醛具有良好的催化氧化性能,反应9 h后甲醛的去除率可达96.5%,并将甲醛矿化为二氧化碳,且具有较好的重复使用性能。此外,Pt/ACFs在室温下同样能有效净化空气中的甲醛,并且可矿化为二氧化碳。     

α-Bi_2O_3/BiOI的制备及其对染料的光催化降解

以五水合硝酸铋[Bi(NO_3)_3·5H_2O]、氢氧化钠(NaOH)、草酸(H_2C_2O_4·2H_2O)和氢碘酸(HI)为原料,采用水热法制备棒状α-Bi_2O_3,再通过原位处理法制备α-Bi_2O_3/BiOI复合物,使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对样品进行表征。以罗丹明B为目标污染物,研究不同BiOI含量对α-Bi_2O_3/BiOI复合物光催化性能的影响。结果表明,当HI与α-Bi_2O_3物质的量比为1∶5时,所制备的α-Bi_2O_3/BiOI复合物具有最好的光催化性能。     

C/BiOI复合材料的合成及光催化性质研究

采用溶剂热法合成C/BiOI复合材料,以硝酸铋Bi(NO_3)_3及活性炭和碘化钾KI为原料,在无水乙二醇溶剂中120℃热反应12 h,得到BiOI再与活性炭复合得到可见光催化复合材料。利用X-射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)、比表面积及孔结构测试仪等多种测试手段对产品的组成、结构、形貌以及尺寸大小、光学性质等进行了表征。并在可见光(λ420nm)照射下,以水中的罗丹明B作为脱色对象,采用所合成的BiOI和C/BiOI作为光催化剂,考察合成产品的光催化性质。     

N-TiO_2/ACF的制备及光催化降解真丝绸染色废水研究

利用扫描电镜、X射线衍射、紫外-可见漫反射等技术对采用溶胶-凝胶法制备的氮掺杂纳米TiO_2负载活性炭纤维(N-TiO_2/ACF)光催化材料进行了表征分析。以真丝绸染色废水为目标降解物,研究了光催化材料的光催化性能。研究表明:N-TiO_2/ACF光催化材料表面的N-TiO_2呈锐钛矿相,粒径约为15.3 nm,其光谱响应范围由紫外光区拓展至可见光区,吸收边带达603 nm;金卤灯照射下反应180 min,0.77 g N-TiO_2/ACF对200 m L真丝绸染色废水降解率达97.2%,2.31 g的N-TiO_2/ACF对200 mL真丝绸染色废水COD去除率达80.6%;N-TiO_2/ACF具有良好的重复使用性能。     

改性TiO2的制备及其在壁纸中的应用研究

以纳米TiO_2 (P25)为改性对象,通过简单的一步水热法制备了具有可见光催化活性的N掺杂改性P25光催化剂 (N-P25),借助X射线衍射仪、紫外-可见光谱仪和扫描电子显微镜对N-P25的结构进行表征;再将其涂布于壁纸上,通过对壁纸物理性能和光催化降解甲醛性能的综合对比选择最佳涂布工艺。结果表明,N-P25仍为混晶结构,但对可见光的响应得到提升。在最佳涂布工艺条件下,N-P25涂布量1. 5g/m~2的壁纸在日光灯照射6 h后,对甲醛的降解率可达87%;且对不同初始浓度甲醛的光催化降解符合LH一级反应动力学规律。     

胺基化纤维素纤维纸的制备及除甲醛性能的研究

使用环氧氯丙烷和二乙烯三胺(EDTA)对硫酸盐阔叶木浆进行胺基化改性,通过湿法造纸制备了天然、除甲醛的生物基功能纸材料,并对其进行实验检测,针对反应条件、理化性质以及除甲醛机理进行了讨论。通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)表征,证明了硫酸盐阔叶木浆被成功胺基化,并对改性成功的纤维素进行热稳定性能分析。在密封的环境中,用多功能负氧离子检测仪进行胺基化纤维素纤维纸的除甲醛性能检测,结果表明,当纤维素∶环氧氯丙烷质量比为1∶5、NaOH质量分数为8%、环氧化纤维素(OPFs)∶EDTA质量比为1∶3时,胺基化纤维素纤维纸对甲醛具有显著的去除效果,对甲醛的去除率可达77.15%。胺基化纤维素纤维纸的物理性能结果显示,由于改性导致氢键数量减少,纸张抗张指数由48.3 N·m/g降低到29.0 N·m/g,透气度由26.5 L/(m²·s)升高到50.2L/(m²·s),松厚度由1.94 cm³/g增大到2.04 cm³/g。     

羊毛角蛋白/氧化石墨烯复合材料的制备及其吸附性能

为了提高羊毛角蛋白(KE)对亚甲基蓝及重金属离子Pb^2+、Cu^2+的吸附性能,将羊毛角蛋白与氧化石墨烯(GO)进行复合,自组装形成水凝胶,冷冻干燥后制得KE与GO质量比为9∶1的复合材料。分别采用红外光谱、扫描电镜、X-射线衍射、热重分析等方法对复合材料的结构进行表征。得出,复合材料具有大量的极性含氧官能团,有利于吸附污染物分子;呈层状多孔(10μm)、片层褶皱的有序结构,提供了多的活性位点和大的比表面积;复合材料中GO片层均匀地分散在羊毛角蛋白基质中;加入GO对复合材料中KE的热稳定性影响较小。结果表明:与纯羊毛角蛋白相比,KE/GO复合材料吸附速率和吸附性能均大幅提高,对100 mg/L的亚甲基蓝去除率达96%,对100 mg/L重金属离子Pb2+和Cu2+的去除率分别为75%和74%。     

可见光催化纸光催化剂的载覆方式及其效果研究

本课题首先制备SrTiO_3光催化剂,然后将SrTiO_3采用以下三种方式载覆于纸张中制备光催化纸:⑴直接加填抄造法制备光催化纸;⑵配制成涂料后,采用涂布法制备光催化纸;⑶将光催化剂与纸浆纤维复合制备光催化复合纤维,再与纸浆纤维混合配抄光催化纸。检测和分析光催化剂在纸张中的留着效果及光催化纸对甲醛的降解效果,比较得出最优的光催化剂载覆方式。结果表明:直接加填纸的留着率为64%,对甲醛的降解率为63.5%;涂布纸的留着率为96%,对甲醛的降解率为70.5%;光催化复合纤维纸的留着率为93%,对甲醛的降解率为73.4%。由此可见,光催化复合纤维配抄法为最佳的光催化剂载覆方式。     

非织造布表面形貌可控氧化锌纳米粒子的构筑

为制备分散性良好的氧化锌(ZnO)复合光催化材料,采用一步法混合聚丙烯纺粘非织造布(PPEN)和锌铵溶液,通过直接沉淀法负载具有不同形貌和光催化性能的氧化锌纳米粒子。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、热重分析仪及紫外-可见漫反射光谱仪考察反应温度对样品微观形貌、分散性、结晶性、热稳定性和光催化性的影响。结果表明:经75 ℃处理后棒状ZnO微米粒子均匀包覆在非织造布表面;经75 ℃处理得到的PPFN/ZnO复合材料较60、90 ℃在X射线衍射特征峰处有着更尖锐的峰型,结晶度为88.0%,其最大降解温度由287.2 ℃提高到392.9 ℃,增加了105.7 ℃;对亚甲基蓝染料光催化降解8 h后降解率达到96.04%。     

Novel photodegradable low-density polyethylene-TiO2 nanocomposite film

A new type of photodegradable low-density polyethylene (LDPE)-TiO2 nanocomposite film was prepared by a melt blending technique. The photocatalytic degradation of the LDPE-TiO2 nanocomposites was investigated. The as-prepared films were characterized by scanning electron microscopy (SEM), high-temperature gel permeation chromatography (HT-GPC), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), FT-IR spectroscopy, and the photoinduced weight loss. The results show that the LDPE-TiO2 nanocomposite films could be efficiently degraded under UV or sunlight illumination. The weight loss rate of the composite film reached 68.38%, the average molecular weight (Mw) of the composite film decreased 94.56%, and the number of average molecular weight (Mn) decreased 93.75% after UV-light irradiation for 400 h. FT-IR and XPS analysis indicated that the LDPE was oxidized during UV-light irradiation. The photocatalytic degradation mechanism of the films is briefly discussed.     

琼脂/魔芋葡甘聚糖/乙基纤维素复合膜的制备与性能分析

为了开发出一种具有良好疏水性能的食品包装材料,本实验以琼脂/魔芋葡甘聚糖（agar/konjac glucomannan,AK）为基材,将乙基纤维素（ethyl cellulose,EC）与其复配制成琼脂/魔芋葡甘聚糖/乙基纤维素（agar/konjac glucomannan/ethyl cellulose,AKE）三元复合膜,并探究EC的添加量对复合膜微观结构、机械性能以及耐水性的影响。采用扫描电子显微（SEM）、傅立叶红外光谱仪（FTIR）以及X射线衍射仪（XRD）对复合膜的微观结构进行表征,并测试了其机械性能、溶胀率、溶失率以及水蒸气透过率（WVP）。微观结果表明,AKE复合膜中EC分子链未完全延展,且EC的加入抑制了琼脂的结晶;性能测试的结果表明,与AK膜相比,添加25%乙基纤维素的AKE复合膜,其断裂伸长率（15.08%）最大,水蒸气透过率（9.88×10?12·g·cm/(cm2·s·Pa)）最小,溶失率从40.70%降低至25.64%。因此,乙基纤维素的加入提高了复合膜的延展性,并使AKE复合膜具有良好的耐水性。     

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%。     

还原氧化石墨烯/粘胶基钒酸铋光催化材料的制备及其性能

针对钒酸铋(BiVO₄)光催化效率低、难回收的缺点,利用硅烷偶联剂KH-560和氧化石墨烯(GO)依次对粘胶非织造布改性,再利用搅拌水热法在其表面生长BiVO₄制备还原氧化石墨烯(RGO)/粘胶基BiVO₄光催化材料。采用扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱和紫外-可见吸收光谱对材料进行了表征,并研究了RGO/粘胶基BiVO₄材料的光催化活性、重复使用性能和光催化机制。结果表明:BiVO₄成功负载在RGO/粘胶非织造布表面,得到了RGO/粘胶基BiVO₄光催化材料;在1 kW氙灯照射下,90 min内对活性黑5脱色率达到95%以上,重复5次后仍达到92%以上;自由基捕捉实验表明,光生空穴、超氧自由基和羟基自由基参与了光化学反应,其中羟基自由基的作用最大。     

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%。