共軛電紡制備TiO2-C復(fù)合纖維及其光催化性能研究.pdf

1、作為一種最佳光催化材料，二氧化鈦(TiO2)在實際應(yīng)用中尚存在一些問題，如TiO2分離回收困難、催化效率不高和應(yīng)用領(lǐng)域有限等。為了提高TiO2光催化性能，本課題設(shè)計了兩種不同類型的TiO2/C復(fù)合材料，使之既便于分離回收，又能拓展TiO2光催化的應(yīng)用領(lǐng)域。
　　本文以鈦酸異丙酯(Ti(OiPr)4)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和聚丙烯腈(PAN)為原料，采用單針頭靜電紡絲技術(shù)并輔以不同的熱處理過程，分別制備出不同尺寸的TiO2纖維、

2、TiO2微球以及碳纖維，通過顯微鏡對電紡纖維形貌的觀測確定了適宜的電紡條件，TiO2纖維:PVP(K90)濃度C=12 wt％，紡絲電場強度=1.0×105 V·m-1，紡絲速率=0.8mL·h-1;TiO2微球:PVP(K30)濃度C=5 wt％，紡絲電場強度=1.3×105 V·m-1，紡絲速率=0.6 mL·h-1;PAN纖維:PAN濃度C=14～22 wt％時，紡絲電場強度=1.0×105～1.4×105V·m-1，紡絲速率=0

3、.6～0.8 mL·h-1。通過XRD、Raman、FTIR、TG等分析方法系統(tǒng)研究了材料的晶型轉(zhuǎn)變行為、結(jié)構(gòu)和熱性能。結(jié)果表明，隨著溫度的升高，Ti(OiPr)4逐漸向TiO2轉(zhuǎn)變，當焙燒溫度從500℃升至900℃過程中，TiO2晶型由銳鈦礦型向金紅石型轉(zhuǎn)變。對于碳纖維，當熱處理焙燒溫度為900℃時，其石墨化程度最高。
　　本文采用共軛電紡技術(shù)制備了TiO2/C二元并列型纖維膜。通過SEM和TEM觀察發(fā)現(xiàn)，該制備方法可有效地制備

4、TiO2/C二元并列型纖維膜，纖維直徑為500 nm左右且并列成功率較高。接觸角實驗結(jié)果表明該并列型纖維膜具有良好的雙親性。對羅丹明B(RhB)和硝基苯(NB)的降解結(jié)果表明，該纖維膜能有效降解水溶性以及油溶性污染物。結(jié)合XRD、Raman的測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，混合晶型TiO2/C并列纖維對RhB的降解效果最佳;當降解NB時，銳鈦礦型TiO2/C并列纖維具有較好催化活性。
　　同樣采用共軛電紡技術(shù)，通過變換紡絲條件本文還制備了TiO2/