论文部分内容阅读
TiO2纳米材料因其用途广泛，发展前途好而成为当前的研究热点，TiO2纳米材料除了应用于染料敏化太阳能电池，杀菌、抗病毒，防水织物等方面，还因其比表面积大具有良好的光催化性能而广泛应用于废水和空气污染处理。研究结果表明：TiO2纳米材料可将水中的卤代烃、酚类以及空气中的甲醛等有机污染物降解为二氧化碳和水。TiO2作为光催化剂，其粒径越小，表面积越大，活性中心越多，则光催化活性越好。但是通过传统方法如溶胶-凝胶法、水热法等制得的直径小的纳米颗粒由于容易团聚使其比表面积下降和难以回收利用等问题在实际应用方面受到很大限制。而TiO2纳米纤维则恰好具备优异的光催化活性和易分离回收的优点，是可以大规模生产并应用的光催化材料。另外，鉴于TiO2对太阳光利用率低以及自身光生载流子容易复合的固有缺陷，在本实验中拟用掺杂贵金属Ag的方法来加以改善。静电纺丝技术在一维纳米材料的合成方面与水热法等合成一维纳米材料的传统方法相比具有很大的优势。它在制备纳米纤维方面具有可控性的同时还具有设备投资小、工艺流程简单、以及原料选择多样化等优点。本文中采用溶胶-凝胶法结合静电纺丝技术，通过改变前驱体溶液中高聚物聚乙烯吡咯烷酮（PVP）的含量从而调节前驱体溶液的粘度的方法成功地制备出了不同形貌的TiO2纳米纤维，另外在最佳形貌的基础上制备出掺杂Ag含量0-1.5wt%的Ag-TiO2复合纳米纤维。并且以亚甲基蓝的降解为典型实例，考查了形貌和Ag掺杂量对TiO2光催化效果的影响。结果表明：形貌和掺杂Ag的含量不同对TiO2光催化剂的活性有一定的影响。其中比表面积最大的细纤维的光催化活性较珠状纤维和粗纤维好。而对于Ag-TiO2复合纳米纤维，Ag的掺杂不仅能够促进TiO2从锐钛矿相向金红石相的转变，而且适量的Ag掺杂能够大幅度提高TiO2的光催化活性。当AgNO3的掺杂量为1wt%时，光催化活性最好。