电纺制备多轴纳米纤维及其光电催化性能研究

来源 :吉首大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jamyi
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近几十年,随着社会和经济的快速发展,不可避免地造成了严重的环境污染。半导体光电催化技术是一种对环境友好,有效降解有机污染物的可行方法,而制备结构新颖、独特和多功能光催化剂被认为是光电催化技术实用化的关键。在众多光催化材料中,纤维电极不但可以回收利用,而且还可以通过外置电压和光催化的协同效应,提高催化效率。电纺(Electrospinning)技术是一种利用高压静电为驱动力,通过喷头制备有机聚合物纳米纤维的静电纺丝方法。通过溶胶-凝胶过程将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、金属半导体源为乙酸锌和乙酰丙酮银制备前驱体溶液。采用同轴电纺技术和热处理法,制备ZnO/Ag2O/FTO同轴纳米纤维(FTO:导电玻璃)。同时,所制备材料的光电催化活性通过在氙灯作为模拟可见光光源照射下,对亚甲基蓝(MB)溶液进行光电催化降解。结果表明同轴ZnO/Ag2O纳米纤维具有层状类似结构(ZnO外;Ag2O内)。Ag2O与ZnO形成了异质结,降低了ZnO带隙能,提高对可见光的利用率。在可见光下,与纯ZnO相比,ZnO/Ag2O具有很强的光电催化能力,并且Ag2O量对同轴纤维光电催化活性影响很大,在同样光电催化条件下ZnO/Ag2O-7同轴纳米纤维的电荷分离率高,使光电催化效率最好,降解率达93.36%,其动力学常数最大为1.13×10-2 min-1。使用相同纤维模板剂及相同前驱体溶液制备方法,以三氟甲磺酸铋和乙酰丙酮钒为BiVO4源配制外层溶液,以乙酰丙酮钴为CoO源配制内层溶液,制备得到层状结构BiVO4/CoO/FTO同轴纳米纤维。经研究发现BiVO4(外)/CoO(内)同轴纳米纤维500℃热处理后高结晶度的单斜白钨矿,且纤维结构连续性好、多孔。该纤维中不仅保留了BiVO4特性,且与六方晶系CoO结合构建异质结使吸光区红移,降低能带隙值,扩大可见光光响应范围。荧光光谱分析结合光电流测试发现BVC-0.6同轴纳米纤维光生电子空穴对分离最好,而采用上述相同性能测试法也发现随着CoO的含量增加,BiVO4/CoO催化性能逐渐提高,BVC-0.6光电催化效果达到最高92.62%,相对于BV提高了22.66%。以冰醋酸、DMF和乙醇为溶剂,以三氟甲磺酸铋为铋源配制外层溶液,以醋酸钯为钯源配制中层溶液,以乙酰丙酮银为银源配制内层溶液,采用三轴静电纺丝技术成功制备了纤维结构Bi2O3(外)/PdO(中)/Ag2O(内)光电极。表征分析到三轴结构的BPA材料四方晶系PdO、六方晶系Ag2O和六方晶系Bi2O3相互之间没有影响晶型成长。BPA材料在可见光区有较好吸收,且结合功函数及荧光光谱分析BPA电荷得到有效分离,使BPA催化能力强于同轴的Bi2O3(外)/PdO(内)材料,其中BPA-2光电催化效果最好,光电催化优于光催化和电催化,降解率达95.58%。这可能是Bi2O3/PdO/Ag2O同轴纤维上的Bi2O3、PdO、Ag2O之间界面构建了不同程度异质结,而光生电子-空穴对因异质结和光电的协同作用得到有效分离,从而使材料光电催化性能提升。此外,提出了可能的光电机理。
其他文献
大型离心压缩机广泛应用于化工、机械、冶金等行业,是国家工业的重要装备之一,提升其关键零部件机壳的加工能力十分重要。机壳由于结构特征和材料特性导致其加工效率不高,采
为探索中国传统家具中壸门样式的文化源头与发展过程,本文以壸门样式为切入点,以传统家具为载体,时间为线索,追溯壸门样式的文化源头,梳理每个历史时期壸门样式的发展特征与
钙钛矿锰氧化物由于其灵活可调的结构和丰富的物理性能(例如:磁性、多铁性、巨磁阻效应以及电输运特性等)而受到广泛研究和关注。通过掺杂、氧空位和应变等调控手段,锰氧化物的
随着互联网的迅速发展,如今网络每日新增的图片数据以亿为单位计量。然而在如此之多的图片中,如何在其中找到对自己有价值的图片是极为关键的。在图像检索领域,基于哈希学习
吲哚是一种具有遗传毒性的含氮杂环芳香化合物,目前关于吲哚的生物降解研究大多集中在中间产物的鉴定以及降解路径的推测中。在探索降解吲哚的功能基因方面,已报道的萘双加氧
生物法处理实际废水过程中,一些难降解有机物的存在会影响生物处理工艺对氮、磷等主要污染物的去除效能,进而影响出水质量。因此,本研究首先在高效的序批式生物膜反应器(sequ
液化气体在现代工业生产和生活中有着极为广泛的应用,但是与此同时,其也带来诸多安全风险,其中沸腾液体扩展蒸气爆炸(BLEVE)是后果较为严重的一类事故——当储存液化气体的储
随着西南地区的高速发展,伴随着公路、铁路网的建设,涌现了大量的隧道工程。然而,西南地区独特的地质条件,使得在此区域修建的隧道工程不得不穿越岩溶发育位置。因此,岩溶等
在庆祝中国共产党成立100周年之际,中共中央政治局6月25日下午就用好红色资源、赓续红色血脉进行第三十一次集体学习。习近平总书记在主持学习时强调,我们必须始终赓续红色血
我国中小微企业发展面临各种约束,融资难显得尤为突出。广州市中小微企业金融服务区率先联合政府、机构、企业、工商等多方,利用信息化平台搭建平台,建立创新机制,缓解中小微