TiO2基微納米纖維的改性及光催化性能研究.pdf

1、二氧化鈦是一種具有良好化學穩(wěn)定性、耐腐蝕性、熱穩(wěn)定性，并且應用前景廣闊的光催化材料，提髙TiO2光催化性能的要途徑為增大單位體積中的光催化反應面積和改變微觀形貌或復合半導體降低光生電子和空穴的復合幾率。本文通過靜電紡絲技術(shù)制備TiO2微納米纖維，微球復合Ti02微納米纖維，金紅石與銳鈦礦兩種晶型混合的Ti02微納米纖維，氧化鎳(NiO)、氧化鋅(ZnO)復合TiO2微納米纖維及以ZnO為芯層、Ti02為殼層的同軸微納米纖維，樹突結(jié)構(gòu)氧化

2、釩(VOx)/TiO2復合微納米纖維，對樣品的沮成、形貌及性能進行檢測及分析。
　　采用納米顆粒為原料制備TiO2微納米纖維，當Ti02納米顆粒的濃度為20％時纖維形態(tài)較好。與采用鈦酸丁酯為原料制制備的樣品對比，纖維具有較小的平均直徑，經(jīng)90min紫外光照射后對甲基橙溶液的分解率為63.05%.采用內(nèi)噴外紡式同軸電紡工藝制備微球復合TiO2微納米纖維，隨芯層推進速度的増加，纖維中微球的數(shù)量增多，當芯層紡絲液的推進速度為0.32mL

3、/h時得到的樣品中微球數(shù)量最多、光催化效果最好，為66,03%。通過靜電紡絲技術(shù)制備金紅石與銳鈦礦兩種晶型混合的混晶TiO2微納米纖維，隨著納米顆含量的增加，纖維表面粗糙度和平均直徑增大。經(jīng)550℃熱處理后得到的纖維形貌良好、當金紅石相的含量為20%時，樣品的光催化性能最好，為69.19%。
　　采用NiO與TiO2制備復合微納米纖維，在紡絲電壓為21kV，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)濃度為8%時所得纖維形貌良好，直徑分布集中，平均直

4、徑最??；采用ZnO與TiO2復合時，其最佳工藝參數(shù)為紡絲電壓23kV，PVP濃度10%；與TiO2微納米纖維相比，NiO/TiO2與ZnO/TiO2復合纖維的禁帶寬度分別減小2.5%和4.38%，載流子遷移率分別提高11.28%和16.69%，與光催化性能提高效率相近。采用同軸靜電紡絲技術(shù)制備以ZnO為芯層、TiO2為殼層的同軸微納米纖維。經(jīng)90min紫外光照射后，ZnO@TiO2同軸微納米纖維對甲基橙溶液的光催化分解率為72.15%。

5、
　　將TiO2微納米纖維在釩溶膠中浸潰后退火，可得到以VOx為凸起、TiO2力樹干的復合微納米纖維，隨退火溫度的升高，樹突結(jié)構(gòu)數(shù)量增多，尺寸增大；大氣氣氛中退火得到的復合纖維由V2O5和TiO2組成，惰性氣氛（N2）退火的樣品由TiO2、V2O5、Ti2O3、VO2和V2O3組成，還原性氣氛（H2）退火的樣品由TiO2、V2O5、Ti2O3和VO2組成。樹突結(jié)構(gòu)微納米纖維的光催化效率隨纖維平均直徑、退火溫度的增加先提高后降低，在