PAN纤维表面原位合成BiOCl及光催化降解性能

使用含有偕胺肟基团的改性聚丙烯腈纤维作为基材,通过溶剂热法在纤维表面原位合成了氯氧化铋(BiOCl)光催化剂,并对其表面形貌、结晶性能和分子结构进行表征分析,考察其在可见光下对染料废水氧化降解的催化作用。结果表明,BiOCl能够通过Bi离子与偕胺肟基团的配位作用与纤维载体进行结合,并在纤维表面形成结晶度较高的层状结构。所制备的纤维光催化剂能够在可见光下有效催化染料的降解反应,而且制备过程中有机溶剂的选择对其光催化活性影响显著。此外,纤维光催化剂在可见光强度为80 mW/cm^(2)时显示出最高的光催化活性,该体系对不同结构的染料均具有一定的光催化降解性能。

负载MIL-53(Fe)的改性聚丙烯腈纤维光催化剂的制备及其性能

针对MIL-53(Fe)粉末作为光催化剂的光响应范围窄、催化效率低和难回收利用等问题,以偕胺肟改性聚丙烯腈(PAN)纤维作为载体,通过表面原位合成法制备了负载不规则MIL-53(Fe)的纤维MIL-53(Fe)-PAN。借助扫描电子显微镜、X射线衍射仪、红外光谱仪和紫外-可见漫反射光谱仪对其表面形态、微观结构和光吸收性能进行表征,并对其在染料降解中的光催化性能进行了研究。结果表明:原位合成的MIL-53(Fe)能够均匀分布于改性PAN纤维表面,部分MIL-53(Fe)呈现出一定的结晶性能,且纤维配体的电荷转移(LMCT)效应将其光谱响应范围拓宽至800 nm;由于纤维配体和对苯二甲酸配体的协同作用,使得MIL-53(Fe)-PAN在染料降解中显示出极高的可见光催化活性,远优于MIL-53(Fe)粉末及其直接负载改性PAN纤维催化剂,为高效金属有机框架材料(MOFs)光催化剂的结构调控提供了新的思路。

基于双层微纳米纤维膜的气液固三相体系构建及其光催化性能

为提升石墨相氮化碳(g-C_(3)N_(4))的光催化降解性能,通过静电纺丝技术制备了亲疏不对称的双层纳微纤维膜,其中疏水层为聚苯乙烯纤维膜,亲水层为以聚丙烯腈/聚乙烯吡咯为载体的g-C_(3)N_(4)/酞菁铁(FePc)异质结催化膜,对其表面形貌、化学结构和光吸收性能进行表征,并考察了对染料废水的光催化降解作用。结果表明:水接触角分别为140°和12°的疏水层和亲水催化层可紧密结合,其中催化层中g-C_(3)N_(4)和FePc在纤维膜上分布均匀,且FePc的引入将纤维膜的光吸收范围拓展至800 nm;在染料的光催化降解中,疏水层可作为气体通道将空气中的O2传输至亲水催化层,从而形成气液固三相接触的反应体系,有效促进O2对g-C_(3)N_(4)导带光生电子的俘获,使其光催化活性较常规二相体系提升3.1倍。

FePc/TiO_(2)负载纳米纤维膜制备及光催化性能

使用静电纺丝技术制备聚丙烯腈(PAN)纳米纤维,通过对其化学改性引入偕胺肟基团,然后借助配位作用同时负载酞菁铁(FePc)和二氧化钛(TiO_(2))制备了光催化剂,在对其形态结构和光吸收特性进行表征的基础上,考察其在有机染料氧化降解中的光催化性能。结果表明,FePc和TiO_(2)能够有效负载于改性PAN纳米纤维表面,并使其形貌发生明显变化。FePc能够作为光敏剂拓宽TiO_(2)催化剂的光谱响应范围,使其在可见光区显示出较强吸收,从而能够在可见光辐射下对染料的氧化降解反应显示出较高的光催化活性。此外,当改性PAN纳米纤维增重率为30.4%时,制备的光催化剂显示出最佳活性,而且其催化活性与可见光强度呈正相关性。

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heminTiO_(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。