基于电纺丝法几种纳米纤维的制备及光催化性质研究

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本文以静电纺丝技术为基础,结合了溶胶-凝胶法和水热法,分别制备了介孔TiO2纳米纤维,BiFeO3纳米纤维和TiO2/ZnS纳米复合纤维,并研究了其相关的光催化性能,从而达到材料功能化的目的。首先,我们采用溶胶-凝胶法和电纺丝法相结合的手段成功制备了具有介孔的一维TiO2纳米纤维。纤维中存在着有序度较低的“蠕虫状”介孔结构。通过对罗丹明B溶液的光催化降解,发现介孔TiO2纤维比非介孔TiO2纤维具有更高的光催化活性。纤维光催化性能的提高可归功于纤维中的介孔结构。接下来,我们又通过溶胶-凝胶和电纺丝法相结合的手段,合成出了BiFeO3纳米纤维。所制备的BiFeO3纳米纤维其能带隙为2.19eV,可以用做可见光催化剂。同时,在室温条件下,BiFeO3纳米纤维表现出了磁学性质。因此,具有高光催化活性的BiFeO3纳米纤维可以用于污水处理,并且通过磁性回收还可以再利用。最后,我们采用电纺丝技术与水热法相结合的方法制备出了具有异质结构的TiO2/ZnS纳米复合纤维。在紫外光照射下,通过对样品的光催化性质研究,发现TiO2/ZnS纳米复合纤维的光催化活性要优于纯TiO2纳米纤维光催化活性。在对染料多次的光催化降解后,复合纤维仍具有较高的化学稳定性。因此,采用该合成方法制备的TiO2/ZnS纳米复合纤维在实际的污水处理中,具有很高的使用价值。
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