TIO2-碳納米纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)設(shè)計及其光催化降解性能研究.pdf

1、近年來，碳納米纖維由于具有比表面積大、孔隙率高、導(dǎo)電性能好等優(yōu)勢，已廣泛應(yīng)用到光催化劑載體領(lǐng)域，因此，將TiO2這種具有高催化活性的納米顆粒組裝到碳納米纖維表面已成為光催化領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，目前使用比較多的制備方法有共混紡絲法、后組裝法等等。針對此趨勢，本文首先對兩種比較有代表性的制備方法的結(jié)構(gòu)形貌及性能進(jìn)行系統(tǒng)的研究，即水熱合成法和共混法，總結(jié)兩種制備方法所得的TiO2/碳納米纖維復(fù)合材料各自的結(jié)構(gòu)形貌及性能優(yōu)勢，最終結(jié)合兩種方法的特點(diǎn)

2、，本課題提出了一種制備高TiO2負(fù)載量且界面結(jié)合強(qiáng)的TiO2/碳納米纖維復(fù)合材料的方法，并實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料對有機(jī)染料（羅丹明B）的高催化特性。本論文的主要研究內(nèi)容包括以下兩個方面:
　　(1)系統(tǒng)研究碳化溫度對水熱合成法和共混法制備的TiO2/碳納米纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)及光催化降解性能的影響規(guī)律，結(jié)果表明，水熱合成法制備的TiO2/碳納米纖維復(fù)合材料雖然TiO2負(fù)載量大，降解率高，但是循環(huán)穩(wěn)定性較差;而共混法制備的復(fù)合材料雖然TiO2負(fù)載

3、量小，降解率低，但是循環(huán)穩(wěn)定性優(yōu)異。
　　(2)提出通過在紡絲液中加入發(fā)泡劑（甜菜堿）的方法制備半包覆TiO2/介孔碳納米纖維復(fù)合材料，并研究碳化溫度對復(fù)合材料光催化降解性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明，隨著碳化溫度的升高，復(fù)合材料表面顆粒越來越多，且顆粒與碳納米纖維逐漸形成穩(wěn)定的半包覆結(jié)構(gòu)，比表面積從68.94 m2 g-1增加到390.56 m2 g-1，碳納米纖維上逐漸出現(xiàn)介孔結(jié)構(gòu)，并且介孔逐漸增大;對羅丹明B的光催化降解性能呈現(xiàn)出