NiFe-LDH@Cu_(2)O/PAN光催化纤维的制备及性能研究

针对Cu_(2)O光催化活性较低,粉末光催化剂不易回收及重复使用性差等问题,采用静电纺丝方法制备NFC/PAN光催化纤维;通过引入可在其夹层中容纳阴离子的层状双氢氧化物,用NiFe-LDH对Cu_(2)O进行改性,并将其负载于PAN纤维,使用扫描电子显微镜、能谱仪、万能试验机、紫外可见吸收光谱等测试方法,评价不同Ni_(3)Fe_(1)-LDH@Cu_(2)O添加量对光催化纤维的性能影响。指出:在可见光照射60 min后,NFC质量百分比为5%的Ni_(3)Fe_(1)-LDH@Cu_(2)O/PAN对亚甲基蓝的降解效果最佳,达到91.7%,且其比表面积为76.3 cm^(2)/g,具有一定力学稳定性,重复使用5次后其降解率依旧达85%以上;5%Ni_(3)Fe_(1)-LDH@Cu_(2)O/PAN光催化效果在短时间可达到高效率,其光催化纤维降解速率常数最大,为0.0226,拉伸断裂强力提高3.35倍。

静电纺PAN/TiO_(2)/Ag纳米纤维膜空气过滤性能研究

为获得高效低阻的过滤材料,将纳米银(Ag)颗粒和二氧化钛(TiO_(2))共混在聚丙烯腈(PAN)纺丝液中,采用静电纺丝法制备PAN/TiO_(2)/Ag纳米纤维膜。研究了纳米纤维膜的微观形貌、透气和透湿性能、过滤性能、力学性能等。结果表明:加入纳米Ag颗粒后,PAN/TiO_(2)/Ag纳米纤维的直径和标准差均呈现减小趋势,当纺丝时间为40 min、Ag质量分数为1.25%时,得到的纳米纤维膜的综合性能优异,其过滤效率98.68%,阻力压降80 Pa,品质因子达到0.05409 Pa^(-1)。认为:静电纺PAN/TiO_(2)/Ag纳米纤维膜为新型高性能空气过滤器的开发提供了新途径。

负载不同形貌Cu_(2)O/PAN纳米纤维膜光催化性能研究

为探究不同形貌Cu_(2)O/PAN纳米纤维膜对降解染料污染水中的有机染料的效率,以亚甲基蓝(MB)为模型污染物,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见吸收光谱(UV-vis)等表征方法,评价了不同形貌Cu_(2)O/PAN纳米纤维膜在可见光下对MB光催化脱色性能的影响。结果表明:在室温、pH值5.6、初始染料用量30 mL(15 mg/L)、催化剂量0.05 g时,500 W氙灯照射120 min后,十二面体Cu_(2)O/PAN纳米纤维膜对MB的脱色率最高,可达94.75%;复合膜重复使用5次后,可见光照射120 min降解率仍保持在85%,表明复合纳米纤维膜具有可重复性。研究结果表明:形貌不同的Cu_(2)O/PAN纳米纤维膜的光催化效果不同;该纳米纤维膜的可重复性高,可高效率降解有机污染物。

PAN/AgNPs/TiO_(2)纳米纤维膜结构性能优化

将纳米银颗粒(AgNPs)和二氧化钛(TiO_(2))加入聚丙烯腈(PAN)溶液中,在保证静电纺丝正常进行的基础上,按照L9(34)正交试验方案,制备试验用PAN/AgNPs/TiO_(2)纳米纤维膜,测试其微观形貌、防紫外线性能、防电磁辐射性能和拉伸性能,并进行直观分析和方差分析。结果表明:TiO_(2)质量分数对纳米纤维膜纤维直径影响显著,对其防紫外线性能和拉伸性能影响非常显著;AgNPs质量分数对纳米纤维膜的防电磁辐射性能影响非常显著;最优纳米纤维膜制备方案为AgNPs质量分数1.60%、TiO_(2)质量分数0.75%,此时PAN/AgNPs/TiO_(2)纳米纤维膜纤维的平均直径为311.16 nm,紫外线防护系数为1060.60,辐射量为0.40μW/cm^(2),断裂强力为74.96 cN。

电催化CO_(2)还原立方体Cu_(2)O催化剂的制备及其在大面积膜电极反应器中的应用

电化学二氧化碳还原反应(carbon dioxide reduction reaction,CO_(2)RR)产乙烯目前已成为电催化CO_(2)RR领域的研究重点和热点.通过简单的化学沉淀耦合化学还原保护法成功获得了富含(111)晶面的立方体结构Cu_(2)O催化剂,系统研究了其在H型反应器以及零间距膜电极组件(membrane electrode assembly,MEA)反应器中的电化学性能.结果表明.富含(111)晶面的立方体结构Cu_(2)O催化剂表现出了优异的产乙烯活性;相比于H型反应器,零间距MEA反应器进行CO_(2)RR时的最佳法拉第效率(Faradaic efficiency,FE)提升了13.94%,总电流密度也基本可以满足工业化的需求(>200 mA/cm^(2));设计并组装的大面积(25 cm^(2))零间距MEA反应器在CO_(2)RR中表现出了优异的催化性能,且在槽压大于2.9 V时表现出了独特的“面积效应”.“面积效应”的出现表明零极距MEA反应器在有效面积放大时,除电极面积、电解质浓度、CO_(2)流速等关键因素的调控外,极板的流道设计、导电性优化等均可能会影响催化反应的电流密度.

易分离回收的BiOBr/TiO_(2)/PAN催化剂的制备及光催化降解盐酸四环素研究

为了用BiOBr提高TiO_(2)的光催化活性,人们进行了大量的研究。然而,大多数工作合成的都是粉体结构,难以回收且易造成二次污染。本文通过静电纺丝技术结合溶剂热法制备了柔性BiOBr/TiO_(2)/PAN纳米纤维膜,因其独特的自支撑膜结构,使问题得到解决。通过SEM、TEM、XPS、XRD和BET等对其结构和形貌进行表征,使用UV-Vis DRS、EIS和i-t测试对其光电性能进行分析。结果表明,与单独的TiO_(2)/PAN相比,在可见光照射下,BiOBr/TiO_(2)/PAN纳米纤维膜对盐酸四环素(TC)降解的光催化活性增强,在140min内降解效率达到72.97%;5次循环实验中,催化剂的性能趋于稳定,循环后催化剂的XRD和SEM分析表明其形貌和晶体结构没有发生改变,表现出优异的耐久性。