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对喷静电纺丝法制备TiO2-ZnTiO3复合纳米纤维及其光催化性能

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? 34 ? 材料导报B:研究篇 2012年12月(下)第26卷第12期 对喷静电纺丝法制备Ti02/ZnTi03复合纳米纤维及其光催化性能+ 徐记各1,李秀艳1,王娇娜L2,李从举卜2 (1北京服装学院材料科学与工程学院,北京100029;2北京市服装材料研究开发与评价重点实验室.北京100029) 摘要 采用对喷静电纺丝法制备了PVP/TiO!/TPEE/Zn(CH:{C(如):纳米纤维,分别在500。C、550℃、 600℃、650℃和700℃煅烧5h。得到不同煅烧温度下的Ti()?/ZnTi(),复合纳米纤维光催化剂,利用热重一差热分析法 (TG-DTA)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对样品进行了表征.并研究了该催化剂在300W的紫外灯 下催化亚甲基蓝(MB)降解的活性。结果表明,当煅烧温度为550℃时,7Fi02/Zn,【、◇;复合纳米纤维催化剂的光催化 活性最高。 关键词 静电纺丝Ti()2/ZnTi()3复合纳米纤维光催化性能 中图分类号:()611.6 文献标识码:A The Photocatalytic Property of Ti02/ZnTi03 Composite Nanofibers Prepared by Two-spinneret Electrospinning XU Jigel,LI (1 2 Xiuyanl,WANG Jiaonal~,LI Congjul’2 Technology,Beijing 100029; Department of Material Science and Engineering,Beijing Institute of Fashion Beijing Key 1.aboratory of Clothing Materials Research and Development and Assessment。Beijing】00029) Abstract PVP/Ti()2/TPEE/Zn(CH#C()())2 nanofibers at were prepared by two—spinneret electrospinning.The as—spun fibers were calcined 500。C,550 9C,600|。C.650℃,and 700。C for 5h,and Ti02./ZnTiOl composite nanofi hers were obtained.The fabricated samples were characterized by thermogravimetry-differential thermal analysis(TG- DTA),X—ray diffraction(XRD).and scanning electron microscopy(SEM).The processes of:he photocatalytic deg— radation of methylene blue(MB)at ultraviolet lamp by the prepared nanofihers photocatalyst were investigated.The results show that Ti02/ZnTi()a composite nanofibers calcined at 550℃have the highest photocatalytic property. Key words electrospining.Ti()2/ZnTiO:{composite nanofibers,photocatalytic property 0 引言 *年来,半导体纳米材料催化剂在治理环境污染的应用 光催化活性和良好的重复性,与单组分半导体氧化物复合后 的材料表现H{很好的光催化活性,如Zn()/ZnA[:0,:““、 Ti02/SrTi03一“j、TiO?/1,aFeOs。”等较ZnO或Ti02单组分 纳米纤维光催化剂具有更高的光催化活性。 本实验采用双喷丝头对喷的静电纺丝方法制备了高活 性的TiO:/ZnTiO。复合纳米纤维,并对此复合纤维材料进行 了多方面的表征,研究了不同煅烧温度制备的TiO:/ZnTiOa 中受到了广泛的关注。与纳米粉体催化剂相比,纳米纤维光 催化材料具有易回收、比表面积大、孑L容积高等优点.因而是 材料领域的研究热点,其中对TiO:和ZnO纳米纤维研究得 最多一。…。而Ti():或ZnO单组分纳米纤维的光生电子空 穴的高复合率限制了其光催化活性。为了解决单组分半导 体材料光催化活性低的问题.向半导体材料中掺加贵金属、 过渡金属或非金属元素以提高其光催化活性,如NiO/ TiO,[17、Au/TiO,“、Pd/TiO,一…、V/Ti()2州、Pt/TiO,L8]、 F.N/Ti()。凹1等金属或非金属掺杂的纳米纤维呈现了良好的 光催化活性。但金属的掺加一般要求被掺杂的金属是微量 的,且掺杂量要求精确,从而在制备过程中较易造成误差,重 对亚甲基蓝的降解率,结果表明.当煅烧温度为550℃时,其 光催化活性最高。 1 实验 1.1主要试剂 钛酸正丁酯(Ti[()(CH!)。CH。],,M,一340.36,北京市兴 津化工厂);聚乙烯吡咯烷酮(PVP,K30,M,≈10000,天津市 博迪化工有限公司);乙酸(冰醋酸,北京化工厂);乙醇(无水 复性不好。钙钛矿型氧化物在紫外灯的照射下具有较强的 *国家自然科学基金(51073005);北京市自然科学基金(2112013);北京市教委科技发展计划重点项目(KZ201010012012; KZ201210012013);北京市属高等学校人才强教深化计划(1HI,B);国家973项目(2010CB933501);北京市科技计划项目(课题) (Z111103066611


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