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。

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。

γ-Bi2O3/TiO2复合纤维的制备及光催化性能

采用静电纺丝技术与溶剂热法相结合制备了γ-Bi2O3/TiO2复合纤维光催化材料.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、电子能谱(EDS)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)和紫外–可见吸收光谱(UV-Vis)等分析测试手段对材料进行了表征,并以罗丹明B(RB)的脱色降解为模式反应,考察了材料的可见光催化性能.结果表明:γ-Bi2O3纳米片均匀地生长在TiO2纤维上,形成了具有异质结构的γ-Bi2O3/TiO2复合纤维光催化材料,其光谱响应范围拓宽至可见光区,有利于TiO2光生电子和空穴的分离,增强了体系的量子效率.与纯TiO2纤维相比可见光催化活性明显提高,对RB的脱色率达87.8%.

Ag修饰的Fe_3O_4/TiO_2复合磁性纳米纤维的制备及光催化性能

通过静电纺丝法制备了含有Fe3O4纳米粒子的TiO2纳米纤维,采用水热法对该纤维表面进行纳米Ag修饰,制备出具有较强磁性和较好光催化性能的复合纤维.采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等对样品的结构和形貌进行表征,并以罗丹明B(Rh B)水溶液降解为模型反应,考察样品在紫外光照射下的光催化性能.结果表明,所制备的TiO2为锐钛矿结构,Fe3O4纳米粒子均匀分布在TiO2纤维中,Ag纳米颗粒比较均匀地分散在磁性TiO2纤维表面.经过纳米Ag修饰后,材料的光吸收能力大为增强,吸收带红移并扩展到可见光区.在紫外光照射40 min后,合成样品对Rh B的降解率达到99.5%.此外,Fe3O4纳米粒子的存在使该材料具有较强的磁性,可通过外加磁场将其分离回收.

TiO_2-V_2O_5纳米纤维光催化氧化烟气中的Hg^0

对静电纺丝法制备的TiO2和TiO2-V2O5纳米纤维进行光催化脱除模拟烟气中Hg0的研究。对纳米纤维进行了SEM、TEM、XRD、BET和UV-Vis检测。结果表明TiO2-V2O5纳米纤维为锐钛矿,V2O5高度分散在TiO2中。纤维直径在200nm左右,由粒径为10nm左右的微粒组成。掺杂V2O5后,纤维的吸光范围扩大,在可见光范围内的吸光度比纯TiO2时有了很大提高。实验研究了不同光照条件、V2O5的掺杂量和循环次数对脱汞的影响,分析了TiO2-V2O5催化脱汞的机理。当V2O5的质量含量为3%时,TiO2-V2O5在可见光下的脱汞率可达到66%,比纯TiO2时的7%有了显著提高;纤维的脱汞性能稳定,多次循环后紫外光和可见光下的脱汞率仍分别保持在80%和65%左右。电子的跃迁和电子、空穴的快速分离是TiO2-V2O5在可见光下脱汞率提高的主要原因。

Bi_2Ti_2O_7/TiO_2复合纤维:原位水热合成及光催化性能

采用静电纺丝技术制备的TiO2纤维作为模板和反应物,通过原位水热合成了具有异质结构的Bi2Ti2O7/TiO2复合纤维。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能量散射光谱(EDS)、高分辨透射电镜(HRTEM)和紫外可见吸收光谱(UV-Vis)等分析测试手段对样品的结构和形貌进行表征。以罗丹明B为模拟有机污染物进行光催化降解实验。结果表明:花状Bi2Ti2O7纳米结构均匀地生长在TiO2纤维上,制备了Bi2Ti2O7与TiO2相复合的光催化材料,其光谱响应范围拓宽至可见光区,与纯TiO2纤维相比可见光催化活性显著提高,且易于分离、回收和循环使用。初步探讨了Bi2Ti2O7/TiO2异质结的生长机制和光催化活性提高机理。

环保型TiO_(2)/PAN纳米纤维材料对环境抗生素废水的光催化去除研究

通过静电纺丝技术制备TiO 2固载PAN碳纤维材料,并进一步通过煅烧得到TiO 2/PAN复合材料,采用扫描电镜和X射线衍射对材料的形貌结构组成进行表征。将TiO 2/PAN复合材料作为光催化剂,用于可见光下对抗生素废水模型(四环素、磺胺)的光催化降解效果研究。结果表明,TiO 2(5%)/PAN对不同种类的抗生素溶液的光催化效果优于TiO 2(1%)/PAN和TiO 2(10%)/PAN。实验中所采用的材料具有环保、高效、节能等优点,在环境难降解污废水的处理方面具有良好的发展潜力。

Bi_2O_3纳米纤维的制备、表征及光催化性能

采用溶胶-凝胶过程和静电纺丝技术相结合的方法,以聚丙烯腈(PAN)和硝酸铋为前驱物,制备了PAN/Bi(NO3)3复合纤维,该复合纤维经高温煅烧得到了Bi2O3纳米纤维.利用X射线衍射、扫描电子显微镜、红外光谱、紫外可见漫反射光谱等测试技术对样品的结构与性能进行了表征.结果表明,Bi2O3纳米纤维为规则的一维结构,直径分布均匀,具有较强的紫外光吸收性能.以罗丹明B为模拟污染物,考察了Bi2O3纳米纤维的光催化性能.实验结果表明,煅烧温度为500℃时,光催化活性最佳,TOC去除率为48.7%.

磁性TiO_2纤维的制备及光催化性能研究

以聚乙烯吡咯烷酮、钛酸丁酯和Fe3O4@SiO2为前驱物,将静电纺丝技术和高温煅烧法相结合,成功地制备出内含Fe3O4@SiO2纳米粒子的磁性TiO2纳米纤维.利用XRD、SEM、TEM、UV-Vis光谱及Shole7304型振动样品磁强计等测试手段对样品的结构和形貌及磁性进行表征,在光催化实验中选罗丹明B为降解模拟污染物测试了太阳光照射下的光催化活性.实验结果表明:所制备的磁性TiO2纳米纤维在模拟太阳光光照下表现出较好的光催化活性.另外,该纤维在外加磁场下能够简单有效地分离回收.

Fe2O3-AgBr纳米纤维光催剂的制备及其光催化性能研究

采用静电纺丝技术合成Fe2O3纳米纤维,然后采用沉积沉淀法将AgBr颗粒沉积在Fe2O3纳米纤维上,制备了Fe2O3-AgBr纳米纤维光催化剂。SEM测试表明该材料纤维直径为50~100nm,TEM和XRD结果表明Fe2O3-AgBr是由Fe2O3和AgBr组成的半导体纳米纤维。同时,研究了该材料的光催化性能。结果表明：在可见光照射下,经过90min后,Fe2O3-AgBr纳米纤维光催化剂对罗丹明B（RhB）的降解效率达到了93.25%,且循环测试实验表明,经过4次循环后该材料仍能降解81.6%的RhB,具有较高的稳定性和回收再利用性。

Cu^(2+)对Fe(bpy)_3^(2+)负载改性PAN纤维光催化的影响

制备了Fe(bpy)32+负载偕胺肟改性聚丙烯腈(PAN)纤维非均相Fenton催化剂,并通过配位作用将Cu2+引入该催化剂,制备了双金属负载改性PAN纤维催化剂(Cu Fe B-PAN)。并对该催化剂进行FTIR光谱、UV-Vis DRS谱图、光催化活性分析,探讨并分析了不同因素对光催化活性的影响。结果表明,Cu2+的引入拓宽了催化剂的可见光吸收范围;Cu2+的引入明显提高了催化剂的光催化活性,而且拓宽了p H适用范围;Cu2+的引入提高了催化剂对可见光的利用效率。

不同液体环境对PAN/TiO_(2)纤维膜的催化效率影响探究

以聚丙烯腈(PAN)、纳米二氧化钛(TiO_(2))为原材料,利用远场静电纺丝技术,制备PAN/TiO_(2)纤维膜,探究含有不同离子的液体环境对PAN/TiO_(2)纤维膜催化亚甲基蓝(MB)活性的影响。结果表明,不同pH值的液体环境对PAN/TiO_(2)纤维膜的吸附能力影响较小,对催化活性有较大影响。液体环境中Cl^(-)浓度对PAN/TiO_(2)纤维膜的吸附性能有较大的影响,间接导致PAN/TiO_(2)纤维膜催化活性发生改变。相同浓度的CO^(2-)_(3)、Cl^(-)、HPO^(2-)4、SO^(2-)_(4)对PAN/TiO_(2)纤维膜吸附能力的影响差别较小,但是相较于其他阴离子,CO^(2-)_(3)对PAN/TiO_(2)纤维膜的催化活性具有更强的抑制能力。

c-CuFe_2O_4纳米纤维管的制备及可见光响应光催化性能

在柠檬酸辅助下,采用静电纺丝及后续低温煅烧的方法制备了立方相铁酸铜(c-CuFe_2O_4)纳米纤维管,通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对c-CuFe_2O_4纳米纤维管的晶相和形貌进行表征。结果表明,经一定温度煅烧后得到的c-CuFe_2O_4纳米纤维管仍然具有较好的长径比,其比表面积和孔隙半径分别为19m2/g和14.8nm。在可见光照射下,c-CuFe_2O_4纳米纤维管对罗丹明B(RhB)水溶液的光催化降解率达到99%;溶液中的光催化剂可以借助于外界磁铁来有效收集,避免了二次污染。

太阳光活性Ce/Bi2O3生物质模板法制备及其光催化性能

以竹纤维为生物模板制备了太阳光活性的Ce掺杂Bi2O3催化剂。利用X射线衍射、热失重和扫描电子显微镜等方法对样品的形貌、结构和组成进行表征。以亚甲基蓝为目标污染物,探究了浸渍时间和Ce掺杂摩尔分数对Ce/Bi2O3在太阳光作用下光催化性能的影响。结果表明:Ce/Bi2O3保留了竹纤维的纤维形貌;浸渍2h制备的前驱物于马弗炉中600℃焙烧2h获得的含Ce摩尔分数为1.0%的Ce/Bi2O3复合材料,经太阳光照射450min后对100mL浓度为10mg/L的亚甲基蓝的降解率为87.14%,且催化剂的重复使用性良好。

TiO_2插层氧化石墨烯PAN纳米纤维降解活性大红性能研究

以氧化石墨烯为载体,通过原位生成的方式制备TiO_2插层氧化石墨烯,并以PAN为成纤载体、DMF为溶剂,采用静电纺丝法制备TiO_2插层氧化石墨烯PAN纳米纤维;通过透射电镜(TEM)、紫外可见光光谱(UV)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TG)等手法对TiO_2插层氧化石墨烯及TiO_2插层氧化石墨烯PAN纳米纤维的形貌、结构进行表征分析;研究了含不同TiO_2插层氧化石墨烯PAN纳米纤维光催化降解活性大红的性能.结果表明:TiO_2插层氧化石墨烯PAN纳米纤维对活性大红有优异的光催化降解性能,且随着TiO_2插层氧化石墨烯含量的增加,完全降解活性大红所需的时间逐渐变短.

ZnFe_2O_4/ZnO纳米复合纤维的制备及性质研究

利用静电纺丝和原子层沉积(ALD)方法制备了ZnFe2O4/ZnO纳米复合纤维并对其进行退火处理。利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、光致发光、紫外-可见分光光度计对其进行了性质的研究。结果表明,制备样品为一维核壳结构的纳米复合纤维,ZnO壳层由于高温退火的原因结晶度提高,ZnFe2O4纳米纤维与ZnO薄膜间的表面化学键连结起来并成功复合,降低了ZnO自由载流子的重结合几率,实现了光生载流子的大程度分离。并且直观的比较了不同催化剂的降解性能。

改性活性炭纤维可见光催化联合脱硫脱硝的研究

利用水合肼还原法制备的TiO_2/Cu_2O复合光催化剂对活性炭纤维(ACF)进行改性,利用SEM、XPS、BET以及XRD对其进行表征,研究改性后ACF的性质及其脱硫脱硝效果。研究表明,TiO_2/Cu_2O同时改性后的ACF表面孔径减小,但表面石墨碳和羰基(C=O)官能团增加,增强了ACF对NO和SO_2的吸附能力,从而提高了脱硫脱硝的效率,该催化剂在40℃、可见光的催化下脱硫效率达90%,脱硝效率达60%。

H_2O对PAN/DMSO纺丝溶液流变学性质的影响

研究了以H2O为添加剂的PAN/DMSO纺丝溶液的性质。考察了添加剂的量对纺丝溶液的流变曲线及黏度的影响。结果表明,在一定温度下,随着H2O量的增加,流变曲线先是下移,然后上移;另外,在一定的剪切速率和温度下,随着加H2O量的增加,体系的黏度同样先是降低然后又增加,黏度有极小值出现,并随着温度的变化黏度极小值出现的位置也发生变化。

天然炭纤维负载二氧化钛颗粒的制备与光催化活性

以棉花制备的炭纤维为载体,钛酸丁酯为钛源,采用水热法制备炭纤维负载二氧化钛复合材料(CF/Ti O2),利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等对CF/Ti O2复合材料进行结构表征。用紫外-可见光吸收光谱(UV-vis)分析比较了Ti O2、炭纤维和CF/Ti O2,热处理温度以及溶液的p H值在紫外光照下对甲基蓝溶液的光催化降解性的影响,以及对CF/Ti O2复合材料的失活性能研究。结果表明:炭纤维负载Ti O2对甲基蓝光催化降解性较好,有效利用了炭纤维的吸附性与Ti O2的催化活性;当热处理温度为220℃,p H=5时,甲基蓝溶液的吸附-光催化性能最大为85.9%;复合光催化剂使用后在紫外线照射后,其活性恢复,可以循环利用。

改性PAN纤维负载hemin催化剂的制备及应用

分别使用盐酸羟胺及其与水合肼的混合物对聚丙烯腈(PAN)纤维进行改性,得到偕胺肟改性PAN纤维(AO-PAN)和含有偕胺肟、氨基腙两种基团的混合改性PAN纤维(M-PAN)。然后分别将其与氯化血红素(hemin)进行反应制备了仿生催化剂hemin-AO-PAN、hemin-M-PAN,并应用于染料的氧化降解反应中,探讨了改性PAN纤维的增重率对hemin负载量及脱色率的影响,分析了纤维形态结构的变化及催化条件对催化剂降解染料的影响。结果表明,引入氨基腙基团会降低AO-PAN负载hemin的能力,但会明显改善其负载hemin后纤维的表面形貌和机械性能;hemin-AO-PAN、hemin-M-PAN都能够通过活化H2O2氧化降解罗丹明B染料,且相似条件下hemin-M-PAN比hemin-AO-PAN具有更高的催化活性,而且还具有较强的活化H2O2的能力以及较宽的p H适用范围。