二氧化鈦基納米纖維復(fù)合材料的構(gòu)筑及其光催化活性研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染的加劇，利用光催化技術(shù)解決環(huán)境問題已經(jīng)受到大家的廣泛關(guān)注。本文針對(duì)半導(dǎo)體光催化劑領(lǐng)域中太陽光利用率低、光催化效率低、材料難以回收利用等問題，針對(duì)一維納米纖維及TiO2各自的優(yōu)缺點(diǎn)，對(duì)它們進(jìn)行復(fù)合，提高材料的光催化活性，解決材料難以回收的問題。以一維納米纖維和TiO2為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)制備不同的二氧化鈦基納米纖維復(fù)合材料，以剛果紅、甲基橙作為擬降解物來研究材料的光催化性能，研究納米纖維的加入量對(duì)復(fù)合材料光催化活性的影響，開展了一系列關(guān)

2、于材料合成、改性以及應(yīng)用的研究。具體研究內(nèi)容如下：
　　（1）FMO/C@TiO2納米纖維復(fù)合材料：以鈦酸四丁酯、硫酸鐵、硫酸錳和氮川三乙酸為主要原料，采用兩步溶劑熱法和后續(xù)的熱處理制備出FMO/C/TiO2的納米纖維復(fù)合材料，利用X射線衍射儀（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜（EDS）和紫外可見光譜儀（UV-Vis）等方法對(duì)FMO/C@TiO2納米纖維復(fù)合材料的晶相組成、微觀結(jié)構(gòu)、吸光性能等進(jìn)行表征，并對(duì)其光催化性能和光

3、電性能進(jìn)行檢測，并探索FMO/C的添加量對(duì)復(fù)合材料光催化性能的影響。結(jié)果表明，納米纖維復(fù)合材料的孔結(jié)構(gòu)和光響應(yīng)范圍可以通過改變納米纖維FMO/C的量來進(jìn)行調(diào)控。和純TiO2納米顆粒相比，F(xiàn)MO/C@TiO2納米纖維復(fù)合材料展現(xiàn)出較高的吸附-光催化性能。所制備的復(fù)合納米纖維具有超順磁性，這一性能利于在材料水處理過程中的回收再利用。這種合成方法對(duì)合成多孔的磁性一維核殼結(jié)構(gòu)納米纖維降解有機(jī)物污染領(lǐng)域開啟了一種新的方法。
　　（2）Co/

4、Ni@TiO2納米纖維復(fù)合材料：以鈦酸四丁酯、氯化鈷、氯化鎳和氮川三乙酸為主要原料，采用兩部溶劑熱法和后續(xù)的熱處理制備出Co/Ni@TiO2的納米纖維復(fù)合材料，利用XRD、SEM、UV-Vis、DRS、Zeta電位等方法對(duì)Co/Ni@TiO2催化劑的晶相組成、微觀結(jié)構(gòu)、吸光性能等性能進(jìn)行表征，并對(duì)其光催化性能和光電性能進(jìn)行檢測，并探索Co/Ni-NF的添加量對(duì)其光催化性能的影響。剛果紅作為被降解的物質(zhì)去評(píng)估該材料的光催化性能。研究結(jié)果表

5、明，在第二步溶劑熱過程中通過改變納米纖維的加入種類和質(zhì)量可以調(diào)控最終的核殼納米纖維復(fù)合材料的孔徑結(jié)構(gòu)和光響應(yīng)范圍。和純TiO2納米顆粒相比，用所制備的復(fù)合納米纖維處理染料污水時(shí)，Co/Ni@TiO2納米纖維復(fù)合材料展現(xiàn)出較高的吸附-光催化性能。
　?。?）CM@TiO2和SiO2@TiO2納米纖維復(fù)合材料：通過兩步溶劑熱法和后續(xù)的熱處理成功合成了一維多孔CM@TiO2核殼復(fù)合納米纖維，并且考察其在對(duì)剛果紅溶液的光催化降解效果，探索

6、CM-NF的加入量對(duì)納米纖維復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能的影響，利用XRD、SEM、DRS等對(duì)CM@TiO2的晶相組成、微觀形貌和吸光度等進(jìn)行表征；通過高壓靜電紡絲法和水熱法相結(jié)合成功制備了SiO2@TiO2核殼納米纖維復(fù)合材料，利用XRD、SEM等對(duì)SiO2@TiO2的晶相組成、微觀形貌和吸光度等進(jìn)行表征，并且考察其在對(duì)甲基橙溶液的光催化降解效果。結(jié)果表明，在第二步溶劑熱過程中通過控制CM-NF的加入量可以調(diào)控最終的核殼納米纖維復(fù)合材料的孔徑