TiO-,2-、TiO-,2--CeO-,2-納米纖維材料制備及其光催化性質研究.pdf

1、21世紀是高科技的世紀，一場節約能源和資源、保護生態環境、實現可持續發展為目標的新工業革命正在興起。光催化技術是當今科學研究的熱點，使用最廣泛的催化劑是納米TiO2，TiO2作為光催化劑具有化學性質穩定、價廉、易得、無毒、催化效率高等優點，因此TiO2光催化材料在光降解大氣和水污染物等方面得到了廣泛的關注。近年研究發現，利用摻雜技術可提高TiO2光催化活性。納米TiO2復合光催化材料已成為光催化研究領域的熱點之一。 本文首先通過

2、溶膠—凝膠技術與靜電紡絲技術相結合制備了“聚乙烯吡咯烷酮/鈦酸正丁酯”納米纖維及“聚乙烯吡咯烷酮/鈦酸正丁酯/硝酸鈰”復合納米纖維。再通過高溫焙燒除去纖維中的有機物，獲得尺寸分布均勻，直徑在100-300nm之間的TiO2納米纖維及TiO2/CeO2復合納米纖維。通過掃描電子顯微鏡（SEM）、紅外光譜（FT—IR）、X—射線粉末衍射（XRD）、激光拉曼光譜（Raman）等多種分析測試手段進行了表征，同時研究了材料對亞甲基藍溶液的光催化降

3、解性能，研究發現： 1．熱處理升溫速率對纖維形貌有重要影響：熱處理過程中升溫過快會使纖維斷裂，不利于纖維形貌的保持，升溫速率應控制在40℃/h以下。 2．熱處理溫度對晶形有重要影響：純凈的TiO2樣品在處理溫度達到500℃時，形成TiO2銳鈦礦結構，溫度達到600℃時，晶型開始向金紅石結構轉化；而對于TiO2/CeO2，溫度達到800℃時，才開始向金紅石相轉化，結果表明Ce的摻雜抑制了TiO2的相變。 3．溫度及

4、摻雜濃度對光催化活性有重要影響：研究了TiO2及TiO2/CeO2一維納米纖維材料的光催化活性。結果表明，對于純TiO2樣品，當處理溫度為500℃時，光催化效果最好，主要是由于樣品的銳鈦礦結構和極大的比表面積。當處理溫度為600℃和700℃時，催化活性降低，主要是由于晶型轉變和比表面積下降的原因：對于TiO2/CeO2樣品，同一溫度下光催化活性高于純TiO2的光催化活性，處理溫度在600℃的TiO2/CeO2樣品降解效果最佳，并且在Ce