TiO-,2--NiO復(fù)合納米纖維材料的制備、表征及其光催化性能研究.pdf

1、TiO<,2>作為光催化劑具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、價廉易得、無毒、催化效率高等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛地用來處理各種廢水。但是，由于TiO<,2>的帶隙較寬(Eg=3.2～4.5 eV)可利用的激發(fā)光僅限于紫外光(λ<387 nm)，而太陽光中僅含3％～5％左右的紫外光，使用紫外光降解各種廢水則需耗費(fèi)大量能源，而且還需要價格昂貴的設(shè)備。針對TiO<,2>催化劑存在難以經(jīng)濟(jì)有效的分離、光能利用率低、催化劑易于凝聚沉降等缺點(diǎn)，通過溶膠一凝膠過程，采用靜電

2、紡絲技術(shù)制備“聚乙烯吡咯烷酮/鈦酸四正丁酯/乙酸鎳”復(fù)合納米纖維。通過高溫煅燒除去復(fù)合纖維中的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、同時其中的無機(jī)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，獲得TiO<,2>/NiO復(fù)合納米纖維。 系統(tǒng)研究了材料的制備的各種過程因素對纖維形貌、尺寸、均勻度等特性的影響，結(jié)果表明：PVP濃度、乙醇的加入、無機(jī)鹽的含量以及接收距離、電壓和熱處理的升溫速率等是影響纖維特性的主要因素。PVP的最佳濃度約為5-6％，濃度過小，纖維呈念珠狀，濃度

3、過大，纖維直徑分布不均，成絲速率低；乙醇的加入降低了溶液的表面張力(有利于在液滴表面形成噴射流)，同時使纖維直徑變大；無機(jī)鹽含量增大引起了直徑的顯著增大，并最終使纖維出現(xiàn)了類似“吸潮”的現(xiàn)象；接收距離及電壓的增加都會使纖維直徑減小，但電壓過大會使直徑分布不均勻；熱處理過程中升溫過快會使纖維斷裂，不利于纖維形貌的保持，升溫速率應(yīng)控制在50℃/h以下。 復(fù)合氧化物的結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)通過X-射線粉末衍射(XRD)、激光拉曼光譜(Ra

4、man)、紫外-可見-近紅外光譜(UV-VIS-NIR)、掃描電子顯微鏡(SEM)等多種手段進(jìn)行表征。結(jié)果表明，經(jīng)過對各種有機(jī)-無機(jī)雜化纖維進(jìn)行熱處理，得到了純凈的TiO<,2>/NiO無機(jī)復(fù)合組分納米纖維，這些纖維形貌為規(guī)則的一維結(jié)構(gòu)，直徑為100—300rlm，直徑分布均勻。通過對羅丹明B的降解，考察了TiO<,2>/NiO-維納米纖維材料的光催化活性。結(jié)果表明，TiO<,2>/NiO無機(jī)復(fù)合組分納米纖維的催化活性高于純TiO<,2