多孔二氧化硅纖維的制備及負載催化性能研究.pdf

1、以二氧化鈦為代表的半導體材料，因具備優(yōu)良光催化活性而得以廣泛研究及應用于降解污染物、發(fā)展新型可再生能源等領域。目前研究中采用的二氧化鈦多數(shù)是納米粉體，難免出現(xiàn)納米顆粒的團聚、與產(chǎn)物不易分離、回收循環(huán)使用繁瑣等問題。無機多孔材料因其耐熱性，耐腐蝕性，高比表面積等優(yōu)異性質(zhì)得到廣泛應用。靜電紡絲技術是制備無機多孔材料的一種高效方法，因此，本文利用靜電紡絲法制備多孔結(jié)構(gòu)的SiO2纖維，并將TiO2與之復合制成負載型催化劑。研究了多孔SiO2纖維

2、的制備方法，以及負載TiO2的多孔纖維催化劑在光降解甲基橙實驗中的催化性能。研究內(nèi)容如下:
　　(1)通過煅燒PVP/TEOS/P123復合纖維制備了多孔SiO2纖維。其中P123為模板劑。隨著P123在紡絲液中含量的提升，纖維中出現(xiàn)更多孔隙與條帶，纖維直徑在1um左右，F(xiàn)TIR、XRD等結(jié)果確認多孔纖維成分為SiO2。P123含量為4.9wt.％時，纖維中存在介孔，比表面積5.71m2/g，平均孔徑7.093nm;采用PAN/P

3、VP模板法制備了多孔SiO2纖維。FTIR、EDS等結(jié)果確認多孔纖維成分為SiO2。PVP含量為10wt.％時，纖維中存在介孔，比表面積647.26m2/g，平均孔徑2.3nm;通過乳液聚合制備了直徑100nm左右的PS微球，以PS作為模板劑煅燒PVP/TEOS/PS復合纖維制備了多孔SiO2纖維。隨著PS在紡絲液中含量增多，纖維表面存在更多的點狀凸起。PS含量為4.5wt.％時，纖維中存在介孔，比表面積5.52m2/g，平均孔徑7.9

4、4nm。
　　(2)通過同軸靜電紡絲制備了中空SiO2纖維。在芯層紡絲液基體選用PVP時中空纖維形貌良好，芯層推進速率增大時纖維內(nèi)徑增加。芯層推進速率1.2mL/h時，中空纖維外徑1um，內(nèi)徑633nm。FTIR、XRD等結(jié)果確認中空纖維成分為SiO2。
　　(3)對比三種方案制備的多孔SiO2纖維表征結(jié)果，優(yōu)選PAN/PVP模板法制備負載型TiO2/SiO2多孔纖維催化劑，對多孔纖維進行SEM、XRD、FTIR、N2吸附等