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随着工业快速发展以及城市化高速进程,出现的各种环境问题令人担忧。例如水环境中有机染料造成的污染,以及CO2等温室气体排放引起的全球变暖,均对环境和人们的身体健康造成严重威胁。因此,解决水污染问题和全球变暖问题刻不容缓。ZnO光催化降解能有效去除水中的有机染料。利用静电纺丝技术制得的N与Mn共掺杂ZnO纳米纤维能在可见光区域产生吸收进而提高光催化效率。合成的ZnO@ZIF-8核壳纳米纤维对刚果红具备吸附和催化性能。水热合成的分级结构ZIF-L对C02具有增强吸附性能。工作目的在于结合静电纺丝技术制备新型ZnO基复合纤维并进一步研究其光催化性能。(1)在PVP纤维内添加二水合乙酸锌,且乙酸铵和乙酸锰分别作为掺杂的氮源和锰源,N与Mn共掺杂ZnO纳米纤维(N&Mn-ZnO)是PVP前驱纤维在空气中经500 ℃煅烧4 h制得,其光学性能优于N掺杂ZnO(N-ZnO)和Mn掺杂ZnO(Mn-ZnO)。重要的是,Mn掺杂可以提高N在ZnO内部的固溶度。最后,在可见光照射下,N&Mn-ZnO在100 min内对刚果红降解率达75%。N与Mn共掺杂降低了 ZnO的禁带宽度,有效减缓电子(e-)与空穴(h+)的复合,产生更多·OH。此外,增加了 ZnO纳米纤维表面的氧空位,提高了 02在纤维表面的吸附量,从而增强降解效果。(2)利用静电纺丝法合成连续的ZnO纳米纤维,ZnO纤维同时作为模板和锌源原位生长沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8制备ZnO@ZIF-8核壳结构纳米纤维。ZnO@ZIF-8核壳纳米纤维的合成与2-甲基咪唑浓度和反应时间有关。研究发现2-甲基咪唑浓度在3～4 mol·L-1范围内可以合成ZnO@ZIF-8核壳结构,ZIF-8生长速率与ZnO在2-甲基咪唑中Zn2+释放速率有关。最后,吸附平衡后在H202作为孔道清洁剂条件下,ZnO@ZIF-8核壳纤维在可见光下140 min内对刚果红的降解率达到85%,表现出高效的吸附催化性能。(3)利用水热法在125℃下反应1h制备分级结构ZIF-L。分级结构ZIF-L呈对称的交叉形貌,其长度约为6μm,宽度约为2 μm,厚度则为～300 nm。水热温度是影响分级结构形成的主要原因。分级结构ZIF-L相比于文献报导的二维片状ZIF-L(比表面积为161 m2·g-1)具有更大的比表面积(304m2·g-1)。时间变量实验说明了分级结构ZIF-L符合晶体的二次生长原理。最后,在298 K,1bar条件下,分级结构ZIF-L对CO2吸附量达到1.56mmol·g-1,远高于文献报导的二维片状ZIF-L的吸附量(0.94mmol·g-1)。