TiO2基微納米纖維的改性及光催化性能研究.pdf

1、二氧化鈦是一種具有良好化學(xué)穩(wěn)定性、耐腐蝕性、熱穩(wěn)定性，并且應(yīng)用前景廣闊的光催化材料，提髙TiO2光催化性能的要途徑為增大單位體積中的光催化反應(yīng)面積和改變微觀形貌或復(fù)合半導(dǎo)體降低光生電子和空穴的復(fù)合幾率。本文通過(guò)靜電紡絲技術(shù)制備TiO2微納米纖維，微球復(fù)合Ti02微納米纖維，金紅石與銳鈦礦兩種晶型混合的Ti02微納米纖維，氧化鎳(NiO)、氧化鋅(ZnO)復(fù)合TiO2微納米纖維及以ZnO為芯層、Ti02為殼層的同軸微納米纖維，樹(shù)突結(jié)構(gòu)氧化

2、釩(VOx)/TiO2復(fù)合微納米纖維，對(duì)樣品的沮成、形貌及性能進(jìn)行檢測(cè)及分析。
　　采用納米顆粒為原料制備TiO2微納米纖維，當(dāng)Ti02納米顆粒的濃度為20％時(shí)纖維形態(tài)較好。與采用鈦酸丁酯為原料制制備的樣品對(duì)比，纖維具有較小的平均直徑，經(jīng)90min紫外光照射后對(duì)甲基橙溶液的分解率為63.05%.采用內(nèi)噴外紡式同軸電紡工藝制備微球復(fù)合TiO2微納米纖維，隨芯層推進(jìn)速度的増加，纖維中微球的數(shù)量增多，當(dāng)芯層紡絲液的推進(jìn)速度為0.32mL

3、/h時(shí)得到的樣品中微球數(shù)量最多、光催化效果最好，為66,03%。通過(guò)靜電紡絲技術(shù)制備金紅石與銳鈦礦兩種晶型混合的混晶TiO2微納米纖維，隨著納米顆含量的增加，纖維表面粗糙度和平均直徑增大。經(jīng)550℃熱處理后得到的纖維形貌良好、當(dāng)金紅石相的含量為20%時(shí)，樣品的光催化性能最好，為69.19%。
　　采用NiO與TiO2制備復(fù)合微納米纖維，在紡絲電壓為21kV，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)濃度為8%時(shí)所得纖維形貌良好，直徑分布集中，平均直

4、徑最??；采用ZnO與TiO2復(fù)合時(shí)，其最佳工藝參數(shù)為紡絲電壓23kV，PVP濃度10%；與TiO2微納米纖維相比，NiO/TiO2與ZnO/TiO2復(fù)合纖維的禁帶寬度分別減小2.5%和4.38%，載流子遷移率分別提高11.28%和16.69%，與光催化性能提高效率相近。采用同軸靜電紡絲技術(shù)制備以ZnO為芯層、TiO2為殼層的同軸微納米纖維。經(jīng)90min紫外光照射后，ZnO@TiO2同軸微納米纖維對(duì)甲基橙溶液的光催化分解率為72.15%。

5、
　　將TiO2微納米纖維在釩溶膠中浸潰后退火，可得到以VOx為凸起、TiO2力樹(shù)干的復(fù)合微納米纖維，隨退火溫度的升高，樹(shù)突結(jié)構(gòu)數(shù)量增多，尺寸增大；大氣氣氛中退火得到的復(fù)合纖維由V2O5和TiO2組成，惰性氣氛（N2）退火的樣品由TiO2、V2O5、Ti2O3、VO2和V2O3組成，還原性氣氛（H2）退火的樣品由TiO2、V2O5、Ti2O3和VO2組成。樹(shù)突結(jié)構(gòu)微納米纖維的光催化效率隨纖維平均直徑、退火溫度的增加先提高后降低，在