基于靜電紡絲TiO2復(fù)合納米纖維的制備與光催化性能研究.pdf

1、TiO2由于具有許多優(yōu)良的物理化學(xué)特性而在光催化領(lǐng)域備受關(guān)注。然而，由于其能帶達(dá)到3.2 eV，只能被波長(zhǎng)在380 nm以下的光激發(fā);同時(shí)，激發(fā)產(chǎn)生的光生載流子的復(fù)合速率高，導(dǎo)致量子效率低下。這兩個(gè)方面的缺點(diǎn)限制了TiO2在工業(yè)上的廣泛應(yīng)用。因此，針對(duì)以上不足，本文制備了TiO2納米纖維并對(duì)其進(jìn)行改性，以達(dá)到提高自然光利用率和抑制光生電子空穴復(fù)合的目的。
　　本文采用靜電紡絲法制備了納米尺寸的TiO2纖維。著重討論了PVP添加量與

2、紡絲液供給速率對(duì)前驅(qū)體纖維形態(tài)的影響，確定了獲得TiO2納米纖維的靜電紡絲工藝參數(shù)。通過(guò)對(duì)TiO2前驅(qū)體纖維在不同條件下進(jìn)行熱處理來(lái)控制產(chǎn)物的晶型，從而獲得具有較高性能的混晶TiO2納米纖維。并以所獲得的TiO2纖維為基體，通過(guò)光還原法在AgNO3溶液中獲得不同Ag負(fù)載量的Ag-TiO2混晶納米纖維;采用液相還原法獲得了不同Cu/Ti摩爾比的P-N型TiO2/Cu2O復(fù)合納米纖維;通過(guò)水熱法制備了不同Cd/Ti摩爾比的TiO2/CdS復(fù)

3、合納米纖維。利用XRD、SEM、TEM、XPS等對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)、形貌和成分進(jìn)行了表征;通過(guò)光致發(fā)光光譜(PL)和紫外-可見(jiàn)漫反射譜(UV-Vis DRS)對(duì)樣品的光學(xué)性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，采用適量Ag、Cu2O或CdS對(duì)TiO2納米纖維進(jìn)行修飾均可有效抑制光生載流子的復(fù)合，提高其對(duì)可見(jiàn)光的吸收能力。采用自組裝的光催化裝置在可見(jiàn)光下（λ＞400nm）對(duì)Ag-TiO2和TiO2/CdS復(fù)合納米纖維進(jìn)行了光催化降解RhB的測(cè)試。結(jié)果表明適量

4、Ag或CdS修飾可以增強(qiáng)TiO2納米纖維的光催化活性，在0.02mmol/L的AgNO3溶液中獲得的樣品對(duì)羅丹明B降解反應(yīng)的表觀速率常數(shù)k值為P25的3.8倍;Cd/Ti摩爾比為1∶1的TiO2/CdS樣品在20分鐘內(nèi)(λ＞400 nm)對(duì)RhB的降解量達(dá)到88.7％。研究了TiO2/Cu2O復(fù)合納米纖維對(duì)MO在暗室中的吸附特性和在可見(jiàn)光下（λ＞420 nm）的光催化活性，結(jié)果表明Cu2O的負(fù)載可有效提高TiO2納米纖維對(duì)MO的吸附能力