PVA/PA6/TiO_2复合纳米纤维膜制备及光催化性能

通过静电纺丝技术制备聚乙烯醇/聚酰胺/纳米二氧化钛(PVA/PA6/TiO_2)复合纳米纤维,并考察了复合纳米纤维对模拟染料(亚甲基蓝和活性红X-3B)的光催化降解性能。利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)、能谱分析(EDX)、热重分析(TG)、X射线衍射分析(XRD)等表征测试对复合纳米纤维的形貌结构、表面元素分布进行分析。结果表明,用50 mg PVA/PA6/TiO_2复合纳米纤维膜(其中TiO_2含量是PVA/PA6质量的3%的)光催化降解50 mL浓度为5 mg/L亚甲基蓝溶液和50 mg/L活性红X-3B溶液,反应时间为120 min时,降解率分别为92.8%和87.5%。纳米纤维膜重复使用4次后,其亚甲基蓝降解率为86.6%,活性红X-3B降解率为66.9%,其依然保持良好的光催化性能。说明制备的复合纳米纤维膜具备优异的光催化性能及重复使用性。     

水热反应温度对PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜的形貌和性能的影响

利用静电纺丝技术成功制备了聚甲基丙烯酸甲酯/钛酸四正丁酯(PMMA/TBT)复合纳米纤维膜,通过水热法处理得到了PMMA/TiO_2柔性复合纳米纤维膜。通过傅立叶红外光谱(FTIR)、热失重分析法(TGA)、X射线衍射法(XRD)等手段对PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜进行了表征,借助扫描电子显微镜(SEM)、全自动比表面积及孔隙分析仪(BET)对该材料的形貌结构、孔隙结构进行分析,最后探讨了所制备的纳米纤维膜的光催化降解能力,综合分析了反应温度对水热法制备PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜的形貌、结构及性能的影响。结果表明:水热反应温度为200℃时,得到的PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜中TiO_2晶型为纯锐钛矿型,且晶体生长速率较快,比表面积较大,对污染物亚甲基蓝的脱色效率最高,可达98.93%。     

TiO_2/ACF复合光催化材料研究进展

将纳米TiO_2粉末负载于活性炭纤维(activated carbon fibers,ACF)上,可以解决纳米TiO_2颗粒的分离和再生等工业应用难题。通常,活性炭纤维负载TiO_2主要有两种途径;物理法(粉体烧结法、偶联法等)和化学法(溶胶-凝胶法、溶剂热、化学气相沉积法等)。综述了近年来TiO_2/ACF复合光催化材料的制备方法以及该类材料的研究进展,分析TiO_2/ACF复合光催化材料对污染物的降解过程,阐述TiO_2与活性炭纤维之间的协同作用机制,探索制备TiO_2/ACF复合光催化材料的最佳方法。     

柔性PMMA/TiO_2复合超细纤维的制备及表征

利用静电纺丝技术制备出聚甲基丙烯酸甲酯/钛酸四正丁酯(PMMA/TBT)复合超细纤维膜,并通过水热法处理得到PMMA/TiO_2柔性复合纳米纤维膜。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、热失重分析法(TGA)、X射线衍射法(XRD)等手段对PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜进行表征,借助扫描电子显微镜(SEM)、全自动比表面积及孔隙分析仪(BET)对该材料的形貌结构、孔隙结构进行分析,最后探讨了所制备的纳米纤维膜的光催化降解能力,综合分析了pH值对水热法制备PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜的形貌、结构及性能的影响。结果表明,成功制备出了比表面积较大,催化活性较高的PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜;在水热反应过程中pH=8时,得到的PMMA/TiO_2复合纳米纤维膜中TiO_2晶型为锐钛矿型,且比表面积较大,对拟污染物亚甲基蓝的脱色率达到95%。     

CuMnO2/TiO2复合光催化剂增效催化降解亚甲基蓝

首次利用旋涂法将CuMnO_2纳米晶负载于TiO_2纳米棒阵列薄膜上,制备出光催化性能增强的CuMnO_2/TiO_2复合光催化剂,并考察了样品对亚甲基蓝(MB)的光催化降解性能。研究结果表明,CuMnO_2纳米晶和TiO_2纳米棒之间形成p-n异质结结构,能够有效促进电子和空穴的分离,使得CuMnO_2/TiO_2复合光催化剂具有更高的光催化性能。采用浓度为0.25 g/L的CuMnO_2悬浮液制得的CuMnO_2/TiO_2复合材料的光催化降解效率最高,其光催化效率和表观速率分别为88%和0.298 6 h~(-1),较纯TiO_2提高约26%和80%。     

异质结构的TiO_2/ZnO纳米纤维的制备及光催化性能的研究

以钛酸丁酯、醋酸锌和聚乙烯吡咯烷酮为前驱物,将静电纺丝技术和高温煅烧法相结合,一步制备出异质结构的二氧化钛(TiO_2)/氧化锌(ZnO)纳米纤维。采用XRD、SEM、TEM、UV-Vis对样品进行表征。并以罗丹明B(RhB)为降解模拟污染物测试了紫外光照射下的光催化活性。制得的TiO_2/ZnO-1纳米纤维直径在100~150nm之间,长度在2μm以上,ZnO纳米颗粒均匀分散在TiO_2/ZnO-1纳米纤维表面;在紫外光条件下具有良好的光催化性能,在紫外光光照25min后TiO_2/ZnO-1对RhB的降解率达到100%,而在同样条件下纯TiO_2纳米纤维对RhB的降解率只有70.8%。     

Ag/TiO2纳米管阵列等离子体光催化剂的制备及性能研究

以阳极氧化法制备的二氧化钛(TiO_2)纳米管阵列为基底,利用化学还原法制备了不同银(Ag)含量的Ag/TiO_2复合薄膜,并对其进行表征。结果表明,化学还原法有利于Ag纳米颗粒在TiO_2纳米管上的均匀分布,Ag能产生表面等离子体共振吸收,有效增强TiO_2纳米管阵列对可见光的吸收能力,Ag的修饰大幅度提高了TiO_2纳米管阵列对气相苯的光催化降解活性,在光催化反应80min条件下,Ag含量为2%(wt,质量分数)制得的Ag/TiO_2复合薄膜光催化活性最佳,对气相苯的降解率达到97%。     

高活性光催化剂纳米Ag-碳纳米管-混晶TiO_2复合纤维的可控制备

为解决TiO_2对太阳能有效利用率低、光生电子与空穴再复合率高、光催化活性低且难回收等应用难题,利用静电纺丝技术成功地制备了纳米Ag-碳纳米管(CNT)-混晶TiO_2复合纤维,并采用SEM、XRD、EDS及Raman等表征方法详细分析了材料的微观结构与组分,研究了纳米Ag-CNT-混晶TiO_2复合纤维对亚甲基蓝的光催化活性。结果表明:锐钛矿与金红石相TiO_2混晶不仅可降低材料的禁带宽度,还能减缓光生电子与空穴的复合淬灭;纳米Ag颗粒的局域表面等离激元共振可增强Ag-CNT-混晶TiO_2复合纤维的光吸收,CNT能促进光生电子与空穴的有效分离;纳米Ag-CNT-混晶TiO_2复合纤维对亚甲基蓝的首次降解率可达97.5%,且5次催化循环后对亚甲基蓝的降解率仍保持在90.0%以上。所得结论表明静电纺丝制备的新型纳米Ag-CNT-混晶TiO_2复合纤维是一种高活性的光催化剂,且容易回收,具有光降解亚甲基蓝的应用前景。     

H_4SiW_(12)O_(40)复合电纺纤维膜的制备及光催化性能

采用静电纺丝法制备了硅钨酸(H_4SiW_(12)O_(40))/聚己内酰胺(PA6)复合纳米纤维膜和H_4SiW_(12)O_(40)/醋酸纤维素(CA)复合纳米纤维膜。通过扫描电镜和红外光谱对其形貌和结构进行表征,同时利用这2种纤维膜对甲基橙(MO)溶液在紫外光下进行催化降解。研究结果发现,2种聚合物PA6或CA与H_4SiW_(12)O_(40)之间均存在协同作用,且显著提高了对MO的光催化降解速率。但H_4SiW_(12)O_(40)/PA6复合纤维膜对MO的光催化降解效果更好,其光催化降解速率几乎是H_4SiW_(12)O_(40)/CA复合纤维膜的4倍。     

H_4SiW_(12)O_(40)复合电纺纤维膜的制备及光催化性能EI北大核心CSCD

采用静电纺丝法制备了硅钨酸(H_4SiW_(12)O_(40))/聚己内酰胺(PA6)复合纳米纤维膜和H_4SiW_(12)O_(40)/醋酸纤维素(CA)复合纳米纤维膜。通过扫描电镜和红外光谱对其形貌和结构进行表征,同时利用这2种纤维膜对甲基橙(MO)溶液在紫外光下进行催化降解。研究结果发现,2种聚合物PA6或CA与H_4SiW_(12)O_(40)之间均存在协同作用,且显著提高了对MO的光催化降解速率。但H_4SiW_(12)O_(40)/PA6复合纤维膜对MO的光催化降解效果更好,其光催化降解速率几乎是H_4SiW_(12)O_(40)/CA复合纤维膜的4倍。     

欠氧态二氧化钛纳米片阵列膜的制备及光催化性能研究

将水热法制备的TiO_2纳米片阵列膜,在50℃下经硼氢化钠(NaBH_4)溶液液相还原后成功制得具有可调氧空位掺杂浓度的欠氧态TiO_2纳米片阵列膜,并将其用作光催化剂降解甲基橙溶液(MO),考察样品的光催化增强性能。结果表明,与纯的TiO_2纳米片阵列膜相比,欠氧态TiO_2纳米片阵列膜的光催化活性显著提高,其最佳光降解MO溶液的速率为0.6 h~(-1),比纯的TiO_2纳米片阵列膜在相同条件下的光降解速率高约1.5倍。分析认为,这种欠氧态TiO_2纳米片阵列膜光催化活性的显著增强,应归因于TiO_2纳米片阵列膜取向的片状分布式形貌和恰当的氧空位浓度二者的协同效应,前者可有效增加样品光催化反应的氧化还原位点,后者可明显拓宽其光吸收范围和提高光生载流子的传导性。     

表面修饰Pt后TiO_2纳米粒子光催化性能研究

用溶胶-凝胶法并经氯铂酸的后续热分解后,制得表面修饰铂(Pt)的TiO_2纳米颗粒铂/二氧化钛(Pt@TiO_2)。扫描电子显微镜表征并X-射线衍射分析表明,该锐钛矿TiO_2纳米颗粒的直径约30nm。在紫外线照射下,对Pt@TiO_2和纯TiO_2纳米颗粒降解甲基橙溶液的光催化活性进行了对比研究。结果表明:与纯锐钛矿TiO_2纳米颗粒相比,Pt@TiO_2在降解甲基橙时表现出了更强的光催化活性,紫外光照25min后,用Pt做表面修饰的Pt@TiO_2纳米颗粒对甲基橙的降解率可达92%,具有高效降解水中有机污染物的性能。     

钨酸铋/TiO2/聚丙烯睛电纺纳米纤维膜的制备及性能研究

钨酸铋可广泛应用于污染物的催化降解。然而,现今制备的钨酸铋存在回收困难和重复使用性能差的不足。采用静电纺丝法将TiO_2引入钨酸铋体系制备了钨酸铋/TiO_2/聚丙烯睛(PAN)电纺纳米纤维膜。氧化处理后的钨酸铋/TiO_2/PAN电纺纳米纤维膜表现出良好的光催化活性。通过其对亚甲基蓝的光降解率评价所制纤维膜的光催化性能。结果表明:4.5h后,亚甲基蓝的光降解率达到95.15%,重复使用6次后,光降解率还能保持81.43%,说明其具有优秀的光催化性能和良好的可重复性。在污水处理中具有潜在的应用前景。     

沉积纳米TiO2复合纳米纤维膜的制备及表征

以静电纺丝法和磁控溅射技术制备了负载TiO2纳米颗粒的聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)/蒙脱土(MMT)复合纳米纤维膜,通过光催化降解亚甲基蓝分析比较了不同溅射功率处理的纤维膜的光催化性能,应用电子显微镜(SEM)研究分析溅射功率对纤维形貌的影响以及光催化前后纤维表面形貌的变化.结果表明:经100W和120W功率处理的纤维...     

光氧化TiO_2/PEO/LDPE复合薄膜的生物降解性能

以聚氧乙烯(PEO)为亲水改性剂、纳米TiO_2颗粒作为光催化助氧剂,与低密度聚乙烯(LDPE)树脂复合制备了光氧化-生物降解TiO_2/PEO/LDPE纳米复合薄膜。通过密封堆肥和土壤微生物的降解实验,研究了该复合薄膜在空气中紫外光氧化降解后的生物降解性能。结果表明,TiO_2/PEO/LDPE复合薄膜在UVA340的紫外光照射600h后,发生了明显的降解,羰基指数增大,产生了大量羰基类的化合物,结构发生明显的破坏;光氧化后的薄膜碎片经过180d的堆肥或254d的土壤微生物降解后,其矿化率达到15.26%,薄膜表面长满了孢子及大量的菌丝,能够为微生物的生长提供所需的碳源。PEO的加入能提高纳米TiO_2在LDPE基体中的亲水性,从而提高其光催化氧化活性,使得LDPE薄膜的光氧化降解程度明显增大,有利于其后续的生物降解。     

纤维素/二氧化钛复合纳米纤维膜的制备及对Cu~(2+)吸附性能

采用静电纺丝技术与水解后处理的方法相结合,制备了纤维素/TiO_2复合纳米纤维膜。通过扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、接触角及力学性能测试对复合纳米纤维膜进行了表征。结果表明,复合纳米纤维膜表面光滑,纤维呈三维杂乱排列;加入TiO_2后,纳米纤维的平均直径略有下降,纤维素的结晶度减小,断裂强度降低;但亲水性大幅提升。Cu~(2+)吸附试验结果表明,溶液pH、Cu~(2+)初始浓度和吸附时间是影响吸附效果的重要因素,Cu~(2+)的最大平衡吸附量可达66.54mg/g。Cu~(2+)在纤维素/TiO_2复合纳米纤维膜上的等温吸附规律可以用Langmuir和Freundlich吸附等温模型进行描述,从相关系数来看,纤维素/TiO_2复合纳米纤维对Cu~(2+)的吸附行为用Freundlich模型描述更为合理。     

纤维素/二氧化钛复合纳米纤维膜的制备及对Cu^(2+)吸附性能EI北大核心CSCD

采用静电纺丝技术与水解后处理的方法相结合,制备了纤维素/TiO_2复合纳米纤维膜。通过扫描电镜、红外光谱、X射线衍射、接触角及力学性能测试对复合纳米纤维膜进行了表征。结果表明,复合纳米纤维膜表面光滑,纤维呈三维杂乱排列;加入TiO_2后,纳米纤维的平均直径略有下降,纤维素的结晶度减小,断裂强度降低;但亲水性大幅提升。Cu^(2+)吸附试验结果表明,溶液pH、Cu^(2+)初始浓度和吸附时间是影响吸附效果的重要因素,Cu^(2+)的最大平衡吸附量可达66.54mg/g。Cu^(2+)在纤维素/TiO_2复合纳米纤维膜上的等温吸附规律可以用Langmuir和Freundlich吸附等温模型进行描述,从相关系数来看,纤维素/TiO_2复合纳米纤维对Cu^(2+)的吸附行为用Freundlich模型描述更为合理。     

CuO/TiO_2异质多孔纳米结构的制备及其光催化性能

以Cu(OH)_2纳米棒阵列为前驱体,钛酸四丁酯为钛源,采用外向包覆合成法,利用Cu(OH)_2自身热分解产生的微量水分子与负载在其表面的钛酸四丁酯缓慢反应,制备了CuO/TiO_2异质多孔纳米结构,并研究了产物对罗丹明B(RhB)的光催化降解性能。结果表明,得到的产物薄膜为直径2~4μm的微孔组成的多孔纳米结构,微孔的孔壁由直径500nm左右的纳米棒组装而成。产物CuO/TiO_2异质多孔纳米结构比纯TiO_2纳米结构对RhB有更好的光催化降解性能,这主要是由两方面的原因引起的:一方面,CuO/TiO_2异质多孔纳米结构具有更好的吸附性能和更大的比表面积;另一方面,产物CuO/TiO_2为异质复合纳米结构,异质结的存在能有效地降低光生电子空穴对的复合,从而提高产物的光催化降解效果。     

TiO_2-(线性低密度聚乙烯-g-马来酸酐)/低密度聚乙烯薄膜的制备及其光催化降解性能

以线性低密度聚乙烯(LLDPE)-g-马来酸酐(MA)作为相容剂制备了可光催化降解的TiO_2-(LLDPE-gMA)/LDPE薄膜。采用SEM、XRD、FT-IR对制备的TiO_2-(LLDPE-g-MA)/LDPE薄膜样品进行了表征。由于引入的LLDPE-g-MA改善了纳米TiO_2与LDPE之间的相容性,TiO_2-(LLDPE-g-MA)/LDPE薄膜具有更高的伸长率。SEM结果显示,LLDPE-g-MA显著削弱了纳米TiO_2在LDPE中的团聚,使高分散度的纳米TiO_2具备更高的光催化降解效率,增加了降解过程中的膜质量的损失。     

大孔结构TiO_2颗粒的合成及其光催化性能研究

以钛酸丁酯配制的TiO_2溶胶为前驱体,用聚苯乙烯(PS)微球团聚体作为模板,利用层层自组装技术获得了TiO_2/PS复合颗粒。复合颗粒经高温煅烧后进一步得到了大孔结构TiO_2颗粒。利用扫描电子显微镜、Fourier红外光谱仪、比表面及孔径分析仪等对TiO_2/PS复合颗粒及大孔结构TiO_2颗粒进行表征。通过光催化降解甲基橙实验评价大孔结构TiO_2颗粒在紫外光条件下的催化活性,实验表明,大孔结构TiO_2颗粒的催化效率较相同制备条件下的粉体TiO_2大大提高。