PDF《聚丙烯腈复合纳米纤维的制备及其 对异丙隆的光催化降解性能》

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3 6e V , 对太阳光的吸收边缘延伸至可见光区, 是一种最有潜力的钛酸铋系 光催化剂.C h e n g 等[

4 ] 以α B i

2 O

3 和锐钛型 T i O

2 为原料, 通过简单的高温煅烧法得到了亚稳态B i

2 0 T i O

3 2 光催化剂.Z h o u等[

5 ] 通过湿化学法获得了B i

2 0 T i O

3 2 纳米片, 发现其在模拟日光和可见光照射下对偶氮 染料有很好的降解效果.然而, 目前制备的B i

2 0 T i O

3 2 多为固体粉末, 其在实际应用过程中的回收利用困 难.在不影响其光催化性能的前提下, 将B i

2 0 T i O

3 2 固体粉末有效固定化无疑可以大大提高利用效率. 目前, 已经有很多研究者将光催化剂负载到多种材料上, 如多孔硅酸盐材料、 纤维材料和磁性材料 等[

6

8 ] .其中, 一维聚合物纳米纤维材料具有良好的柔韧性、 较小的质量密度和较高的比表面积, 将其作 为负载光催化剂的材料, 可以大大提高光催化剂与反应物的接触面积, 且极易从水体中回收利用, 因此 聚合物纳米纤维负载光催化剂复合材料成为一个研究热点.静电纺丝技术是制备聚合物纳米纤维最简 单有效的一种方法, 静电纺丝纤维膜比表面积大、 孔径小、 孔隙率高, 在药物控释、 组织工程、 过滤材料、 自清洁材料、 传感器等领域具有潜在应用[

9 ] .在光催化领域, 研究者们主要以光催化剂前驱体为原料, 通过静电纺丝法得到前驱体纳米纤维, 然后经后期热处理除掉有机组分, 同时将前驱体转化为光催化剂 第34卷 第 6期 应用化学Vol.34I s s .

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0 1 7年 6月 C H I N E S EJ O U R N A LO FA P P L I E DC H E M I S T R Y J u n e

2 0

1 7 纳米纤维[

1 0

1 1 ] .虽然该方法制备的光催化剂材料电子 空穴复合率降低, 光生载流子利用率提高, 光催 化剂与反应物接触面积也有所增大, 但纯无机组分纳米纤维力学性能较差, 在使用过程中易发生脆性断 裂, 造成回收过程中光催化剂的损失.另一条途径是在静电纺聚合物纳米纤维上生长光催化剂晶体, 尽 管复合纤维膜的力学机械性能有所提高, 但是在应用过程中表面光催化剂极易发生脱落.同轴静电纺 丝是制备皮芯结构纳米纤维的一种静电纺丝技术, 通过在纺丝针头的内外层通入不同的纺丝液, 可以得 到内 外层不同组分的复合纤维, 研究人员运用该方法已经制备了TiO2@A T O [

1 2 ] 、 T i O 2/ S i O

2 [

1 3 ] 、 A g

3 P O 4/ T i O

2 [

1 4 ] 等皮芯结构光催化剂纤维. 本文利用溶剂热 高温煅烧法制备了B i

2 0 T i O

3 2 光催化剂, 以B i

2 0 T i O

3 2/ P A N 和纯 P A N分别作为皮层和 芯层纺丝液进行同轴静电纺丝, 得到B i

2 0 T i O

3 2/ P A N 复合纤维.以苯脲类农药异丙隆为降解底物, 研究 了不同B i

2 0 T i O

3 2 质量分数复合纤维膜的光催化活性.

1 实验部分

1 .

1 仪器和试剂 五水合硝酸铋( B i ( N O

3 )

3 ・5 H 2O ) 、 钛酸四正丁酯( T i ( O C 4H 9) 4) 、 苯甲醇( C 7H 8O ) 、 无水乙醇 ( C H

3 C H

2 O H ) 均购于国药集团化学试剂有限公司.N , N 二甲基乙酰胺( D M A c ) 从上海凌峰化学试剂有 限公司购得. 上述试剂皆为分析纯. 异丙隆( C

1 2 H

1 8 N

2 O , H P L C级) 购自美国 A c c u S t a n d a r d 公司. 聚丙烯 腈( P A N , Mw ≈6

0 0

0 0 ) 从浙江上虞吴越经贸有限公司购得.实验用水为去离子水. A g i l e n t