纳米TiO_2负载废棉织物对染料的太阳光催化降解

为促进废旧棉织物的综合回收利用,使用自制的纳米TiO_2水溶胶并通过工业化的轧-烘-焙工艺对废旧棉织物进行整理,形成纳米TiO_2负载光催化材料,重点考察其在太阳光照射条件下对水中有机染料的光催化降解性能。结果表明,纳米TiO_2水溶胶粒子负载到棉纤维后,仍以锐钛矿型为主,在太阳光辐照下纳米TiO_2负载棉织物能够有效催化水中染料发生降解反应,并导致染料分子的共轭体系和芳香环结构分解,增加纤维表面纳米TiO_2负载量和太阳光强度能够显著提高TiO_2的催化活性,废旧染色棉纤维表面的染料几乎不影响其作为纳米TiO_2水溶胶载体的实际应用。此外,纳米TiO_2负载棉织物对实际印染废水同样具有显著的光催化降解效果。     

不同TiO_2前驱体水热改性聚酯纤维结构与光催化性能研究

采用水热合成技术,分别使用钛酸四丁酯、硫酸钛和四氯化钛在聚酯纤维表面负载纳米TiO_2颗粒,比较了不同TiO_2前驱体改性聚酯纤维紫外线辐照光催化降解亚甲基蓝染料的能力,并使用捕获剂探索硫酸钛合成的TiO_2颗粒光催化降解染料过程中产生的活性物种。结果表明,不同TiO_2前驱体水热改性的聚酯纤维光催化性能差异较大,硫酸钛得到的TiO_2改性聚酯纤维光催化性能最优,主要是因为硫酸钛水热生成并负载到聚酯纤维表面的锐钛矿型TiO_2颗粒尺寸小,分布均匀且负载量大,在光催化降解亚甲基蓝过程中产生的活性物种以羟基自由基为主导并伴有空穴和超氧自由基。     

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。     

纳米TiO_2负载涤纶织物的浸染法制备及光催化性能

使用不同粒径纳米TiO_2以高温高压浸染工艺对涤纶织物进行负载加工,重点考察了不同工艺参数对涤纶织物表面纳米TiO_2负载量和负载率的影响,研究了纳米TiO_2粒径和负载量与其光催化性能之间的关系,比较了浸染法和浸轧法制备纳米TiO_2负载织物的耐久性。结果表明,提高工作浴温度、pH值和纳米TiO_2质量浓度都能显著提高纳米TiO_2负载量和负载率。大粒径纳米TiO_2更易于负载涤纶纤维。纳米TiO_2的负载量随浴比提高而增大,但其负载率则反之。纳米TiO_2负载涤纶织物作为光催化剂能促进染料的氧化降解反应,纳米TiO_2负载量的提高可显著促进其光催化活性。采用小粒径纳米TiO_2制备负载织物具有更高的光催化活性。浸染工艺制备负载织物的耐久性能优于浸轧工艺。     

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。     

HBP-NH_2调控掺金纳米二氧化钛的制备及其光催化性能研究

利用端氨基超支化聚合物(HBP-NH_2)在调控制备纳米二氧化钛时,同步实现了纳米金的掺杂,制备了具有高效光催化活性的掺金纳米二氧化钛(Au-TiO_2)。比较研究了凝胶-水热法制备的纯纳米TiO_2和经HBP-NH_2调控制备的纳米Au-TiO_2在结构和性能上的差别。结果表明:掺金前后的纳米TiO_2粒径均在10~20nm,HBP-NH_2在调控掺杂纳米金的同时,能够明显改善纳米TiO_2颗粒的分散性能。随着Au/Ti元素摩尔比增加,掺金含量以及纳米TiO_2的光催化性能均逐渐增加且趋向于平衡。掺金纳米TiO_2对刚果红和亚甲基蓝的降解率分别能达到99%和98%。     

石墨烯/镧共掺杂TiO_2纳米纤维的制备及光催化性能研究

通过静电纺丝技术和高温碳化制备了石墨烯/镧共掺杂TiO_2纳米纤维。采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、红外光谱仪及紫外分光光度计对纳米纤维的形貌、结构和光催化性能进行了表征和测试。结果表明,石墨烯的掺杂可以提高TiO_2纳米纤维的光催化性能,当石墨烯掺杂量为0.1 g时,TiO_2纳米纤维的光催化性能较优。     

前驱体比例对SnO_2/TiO_2纳米纤维晶型及光催化性能的影响

为提高SnO_2基纳米材料的光催化活性,以结晶四氯化锡和钛酸正啶酯分别为SnO_2前驱体和TiO_2前驱体,调节二者比例,利用静电纺丝协同煅烧技术制备出具有不同含量TiO_2掺杂的SnO_2/TiO_2复合纳米纤维。采用X射线衍射仪表征纳米纤维的晶型结构,利用扫描电镜观察复合纳米纤维的形貌,并将其应用到光催化降解亚甲基蓝溶液中,分析其光催化活性。结果表明:当结晶四氯化锡和钛酸正啶酯的质量比为2.5∶1、2∶1和3∶2时,纳米纤维表面由粗糙向光滑过渡;而且当前驱体的质量比为3∶2时,除了具有金红石型SnO_2晶相,复合纳米纤维还呈现出金红石型TiO_2和锐钛矿型TiO_2晶相并存的状态,在降解亚甲基蓝溶液中表现出优异的光催化活性,即光催化10 min后亚甲基蓝溶解液的降解率已达到79.5%。     

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。     

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%。