负载TiO2纳米纤维集合体的制备及其光催化性能研究

来源 :东华大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wgz204
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
纳米TiO2因其绿色环保、价格便宜以及具有优异的光催化活性,被广泛的应用于污水处理、杀菌消毒、防雾自清洁等领域。但TiO2纳米晶粉体在使用过程中容易发生团聚,同时由于纳米粒子尺寸小,导致使用后不可回收,容易造成二次污染。静电纺丝作为目前唯一能连续制备纳米纤维的方法,其制备的纳米纤维因其长径比高和比表面积大,一方面能够很好的解决TiO2纳米晶粉体易团聚问题,同时能够为TiO2的光催化反应提供较多的活性位点,具有非常广泛的应用。首先,本文采用溶胶-凝胶法,通过调节煅烧温度(550750℃)成功制备了不同锐钛矿/金红石比例的混晶TiO2纳米晶粉体,SEM结果表明,该纳米晶粉体的微观形貌为圆球形。随着煅烧温度的增加,锐钛矿逐渐向金红石转变,550℃下制备的TiO2纳米晶粉体为纯锐钛矿型,750℃下制备的为纯金红石型,600、650、675和700℃下制备的均为混晶结构的TiO2纳米晶粉体。同时,随着温度的升高,纳米晶粉体的晶粒尺寸不断增大。以质量分数12%的PAN为载体,采用光催化降解罗丹明B为模型,研究了不同混晶比例TiO2纳米晶粉体的光催化活性。结果表明,质量分数为1%的TiO2(650℃)/PAN亚微米纤维膜表现出最佳的光催化活性,100mg的该样品在500W紫外灯的照射下,210min后对100ml 5mg/L的罗丹明B溶液的降解率高达95.6%,此温度下锐钛矿和金红石的含量占比为75%:25%。其次,在静电纺TiO2/PAN亚微米纤维膜中,亚微米纤维的平均直径随着TiO2质量分数的增加而不断减小,从纯PAN的241.5nm减小到TiO2质量分数为5%的153.3nm。通过对不同质量分数的TiO2/PAN亚微米纤维膜的光催化活性测试得出,当TiO2质量分数为3%时,在紫外光照射150min后对罗丹明B的降解率高达99.9%,表现出良好的光催化活性。采用改良的振荡法对不同质量分数TiO2/PAN亚微米纤维膜进行抗菌性能测试得出,当TiO2质量分数为3%时,在3000±5 Lux的日光灯照射下培养18h后,其对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为93.17%和92.85%。采用罗丹明B溶液和亚甲基蓝溶液对质量分数为3%的TiO2/PAN亚微米纤维膜的自清洁性能进行直观评价发现,随着光照时间的延长,罗丹明B溶液和亚甲基蓝溶液的颜色逐渐变淡到最后褪去。最后,采用静电纺丝技术成功制备了亚微米纤维/棉混纺纱和包芯纱。通过对两种纱线的力学性能测试得出,混纺纱的强力和伸长率相对于纯棉纱几乎没有变化,而包芯纱的强力和伸长率均有了明显的提高。另外,抗菌测试结果表明,包覆1次的包芯纱对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率分别为62.70%和56.80%,而混纺纱对两种细菌的抑菌率仅有15.08%和14.50%。为了进一步提高包芯纱的抗菌性能,通过控制包覆次数来增加亚微米纤维/棉包芯纱的厚度。结果表明,随着厚度的增加,包芯纱的强力和伸长率均变大,其平均强力由纯棉纱的250.0cN增加到包覆10次的411.6cN,平均伸长率由13.9%增加到16.6%。抗菌测试结果发现,当包覆10次后,亚微米纤维/棉包芯纱对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抑菌率达87.97%和85.80%。最后,光催化测试结果表明,100mg的该复合纱线在500W紫外灯的照射下,150min后对100ml 5mg/L的罗丹明B溶液的降解率达85.7%,说明亚微米纤维/棉包芯纱具有较好的自清洁效果。
其他文献
近几年矩阵恢复引起了众多学者的极大关注,并涌现出了大量关于低秩矩阵恢复的算法与应用.在这些算法中,人们一般使用核范数约束低秩部分.但是,由于秩函数的非凸性与不连续性,
保障性住房满足城镇住房困难人群的居住需求,十二五以来在全国范围内大规模迅速建设,其中公共租赁住房逐步成为保障性住房重要类型之一。当前正处于“十三五”(2016年至2020
农家乐的迅速兴起与大规模扩张给乡村生态环境带来了巨大挑战,甚至成为乡村旅游地环境污染的主要来源,严重制约了乡村生态环境与旅游业的可持续发展。农家乐作为乡村旅游企业
方钢管混凝土柱(CFSTC)具有承载力高、塑性、韧性和耐火性好等优点,在实际工程中应用日益广泛。钢蜂窝梁具有节约钢材、刚度大、方便管线布置等优势,在工程中被大力推广。二
作为群智能优化算法的一种,粒子群优化算法由于其原理和实现简单、需调控参数少且在处理连续优化和离散优化问题中都表现出良好的效果,因而一经提出就成为智能优化领域的一个
鉴于近年来广义系统在各个领域的广泛应用,促使学者们对其进行了深入系统的研究。随着现代控制理论研究的发展,广义系统相关的控制问题,已经不再仅局限于闭环系统是稳定的、
由于铜矿产资源的紧缺和大量含铜废料的堆积,有效地回收利用铜二次资源,对于减少矿产的消耗和降低环境污染具有重要意义。真空冶金技术凭借效率高、无污染、金属回收率高等优点被广泛地应用于二次资源的回收和金属的分离与提纯。针对真空蒸馏技术分离粗铜时遇到合金形成共沸不能有效分离情况,本文开展如下研究:根据气-液相平衡(VLE)理论,采用Wilson方程预测了Cu-Bi、Cu-Sb、Cu-Sn二元合金组元活度,
本文主要研究超分辨率图像重建算法中的结构相似性及其应用.图像重建是计算机视觉领域的重要研究内容,其主要目标是重建退化图像或填充丢失的图像信息.在计算机技术高度发达
随着Web2.0技术的不断创新发展,社交媒体得到广泛的应用,已经成为信息传播的主要渠道和载体。研究信息传播的流行性规律,成为了社交媒体信息传播研究的重要内容之一,不仅可以
由于智能算法的迅猛发展,我们课题组在对新型仿生蝙蝠算法(Bat Algorithm,BA)的种群多样性的增加、收敛速度和精度的提高等问题研究的基础上,针对2016年提出的模拟海洋座头鲸