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二氧化钛(TiO2)多相光催化在去除水中有机污染物方面得到了越来越广泛的研究。与均相催化氧化工艺(比如Fenton工艺、臭氧分解等)相比,TiO2光催化可以在常温、常压以及中性p H条件下使用,而不需要加入额外的化学物质。另外,二氧化钛(TiO2)光催化剂性质非常稳定,可重复使用且价格低廉,因此具有广阔的应用前景。但二氧化钛粉末在光催化应用中存在着纳米粒子易团聚、难分离、难回收等问题,使其应用受到了严峻的挑战。通过将二氧化钛纳米粒子进行负载,可以有效改善其分散程度,提高回收利用率,从而提高TiO2的光催化效率、降低操作成本。本实验选用聚偏氟乙烯(PVDF)作为二氧化钛纳米颗粒的基底材料,通过静电纺丝技术将高分子聚合物PVDF纺成纳米纤维,再结合电喷技术,将二氧化钛纳米颗粒固定到基底纤维表面,从而制备得到具有吸附和光催化协同作用的PVDF-TiO2复合纳米纤维。为了提高基底纤维的吸附性能,实验通过将造孔剂聚乙烯吡咯烷酮(PVP)与PVDF混纺,再将PVDF/PVP混纺纤维浸泡到无水乙醇中选择性去除掉其中的PVP组分,得到多孔结构的PVDF基底纤维。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、红外(FT-IR)和水接触角(CA)等测试手段,对多孔纳米纤维及复合纤维进行结构、形貌表征及润湿性能测试。XRD、FT-IR表征结果显示TiO2成功负载到基底纤维表面,且TiO2的引入并未产生新的化学键。SEM结果表明通过造孔后处理成功制备出多孔结构的基底纤维;PVDF-TiO2复合纳米纤维的表面上有高度分散的纳米颗粒形成的分层结构。通过水接触角测试可知,由于纤维表面的多孔结构使纤维可以被水滴润湿最终变为完全亲水。以阳离子染料亚甲基蓝(MB)作为目标污染物,探讨了PVDF-TiO2复合纤维的吸附和光催化降解性能。吸附实验表明,以PVDF(mg):PVP(mg)=1:1所制备的多孔纤维作为基底纤维时,复合纤维对MB有最大吸附量为46.87 mg/g;达到吸附平衡后,提供紫外光照射,复合纤维的吸附量在较短时间内可增加至85.70 mg/g,这是由于吸附-光催化协同作用导致的结果。通过拟合两种动力学模型曲线可知,PVDF-TiO2复合纤维对亚甲基蓝的吸附行为属于准二级动力学模型;对吸附等温线数据分析可知此复合纤维对亚甲基蓝的吸附行为属于Langmuir吸附等温模型。在吸附光催化循环实验中,发现PVDF-TiO2复合纤维具有良好的再利用性能。纤维在前四次循环使用中,对MB的去除率均高于89%。总而言之,我们提供了一种聚合物-无机半导体光催化剂复合材料的简便制备方法并用以去除水中污染物。