基于静电纺丝法几种复合纳米纤维的制备及光催化性能研究

发布时间：2018-04-22 06:23

本文选题：静电纺丝 + 光催化　；参考：《吉林大学》2015年硕士论文

【摘要】：进入到21世纪以后，人们面临了更多的环境问题。在众多的环境问题中，水污染是一个非常严峻的问题。在这些被污染的水中，，存在一些有机污染物，而这些有机污染物特别的难降解并且会对环境产生很大的危害。所以，越来越多的科学家们都在寻找一种合适的治理水污染的方法来解决这个问题。现如今，经过大量的研究人们发现催化技术具有适用范围特别的广、对反应的条件要求低、可以通过简单的设备实现反应，并且整个反应过程操作简单等这些优点，因此此技术在应对日益增多的环境问题的挑战方面发挥了很重要的作用。目前，应用于光催化降解水中的有机污染物的光催化剂主要是金属半导体材料的氧化物或者是一些酸盐类物质，比如说TiO2、CdS、SnO2、ZnFe2O4、WO3等。在这些种类繁多的半导体材料的光催化剂中，以TiO2性能最为突出。这主要是因为TiO2具有一些其他的半导体所不具备的优点，比如说它的化学性质非常的稳定、具有高活性、成本很低廉价易得、安全无毒等。TiO2被公认为是环境污染治理方面最具有独特优势的光催化剂材料。现如今经过科研工作者的努力探索，纳米技术得到了飞速的发展，人们发明了一种简单方便的新的加工技术----静电纺丝，通过这种技术可以制备各种各样的纳米纤维，这些纳米纤维在不同的领域都扮演了重要的角色。本论文结合了溶胶-凝胶法、回流还原法和水热法，主要以静电纺丝为基础，分别制备了不同的光催化剂材料：TiO2/Al2O3复合纳米纤维材料、TiO2/Al2O3/ZnS复合纳米纤维材料和TiO2/Ag复合纳米纤维材料。并研究了这些复合纳米纤维材料相关的光催化性能，从而进一步能够达到纳米材料功能化的目的。首先，我们是结合了溶胶-凝胶法和静电纺丝法得到TiO2/Al2O3复合纳米纤维材料，之后我们又通过水热的方法在TiO2/Al2O3复合纳米纤维材料表面负载了不同含量的ZnS纳米粒子，得到了具有异质结构的TiO2/Al2O3/ZnS复合纳米纤维材料，通过控制原材料的浓度使得ZnS纳米粒子的负载量不同，并且通过降解染料罗丹明B研究了它们相关的光催化性能。接下来，我们通过溶胶-凝胶法配制所需要的前驱体溶液然后结合静电纺丝法成功的制备出了TiO2的前驱体纤维材料，经过高温煅烧得到只含有单一的锐钛矿相的TiO2纳米纤维。之后，我们又以之前通过静电纺丝得到的TiO2纳米纤维材料为基础，通过油浴回流还原的方法在其表面负载贵金属银纳米粒子，希望通过这样的一个简单负载能够对材料有所改善，使它的光催化性能能够得到提升。通过调节加入的银氨溶液的浓度可以得到不同负载Ag纳米粒子量的复合纤维。最后研究了未负载Ag纳米粒子的TiO2纤维和不同Ag纳米粒子负载量的复合纤维的光催化性质，通过对染料罗丹明B的降解，我们发现负载Ag后的复合纤维的光催化性能要优于纯的TiO2纳米纤维，并且适当的负载Ag纳米粒子的复合纤维的光催化性能最好。
[Abstract]:After entering the 21st century , people are faced with more environmental problems . In many environmental problems , water pollution is a very serious problem . In these polluted water , there are some organic pollutants which are particularly difficult to degrade and cause great harm to the environment .

At present , the photocatalyst applied to the photocatalytic degradation of organic pollutants in water is mainly an oxide of a metal semiconductor material or a certain acid salt substance , such as TiO2 , CdS , SnO2 , ZnFe2O4 , WO3 and the like .

This paper combines the sol - gel method , the reflux reduction method and the hydrothermal method to prepare various kinds of nano - fibers , which are the TiO2 / Al2O3 / ZnS composite nano - fiber material and the TiO2 / Ag composite nanofiber .

The photocatalytic properties of TiO2 / Al2O3 / ZnS composite nanofibers with different contents were prepared by sol - gel method .

【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ34;TB383.1

【参考文献】