碳包覆TiO2-CeO2纤维的制备及其光催化降解盐酸环丙沙星.pdfVIP

第30卷第11期 应用化学 V01．30Iss．11 CHINESE OFAPPUEDCHEMISTRY N01．2013 2013年11月 JOURNAL 碳包覆Ti02·Ce02纤维的制备及其 光催化降解盐酸环丙沙星 郑 曦+ 陈思英 陈 震 陈日耀 陈 晓 (福建师范大学环境科学与工程学院福州350007) 摘要以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶胶／钛酸正丁酯为前驱体，硝酸铈为掺杂剂，采用溶胶·凝胶法制备了 CeO：掺杂TiO：凝胶，继而以静电纺丝法制备了CeO：掺杂TiO：纳米纤维，最后利用气相沉积法，在制得的纳米 纤维表面包覆一层碳膜。采用扫描电子显微镜、红外吸收光谱、透射电子显微镜和x射线衍射对制备的纳米 纤维进行了表征，研究了其在紫外光照射下对盐酸环丙沙星的光催化降解能力。当光照时间为40min时，碳 包覆TiO：复合纳米纤维具有很好的光催化性能，对盐酸环丙沙星的降解率达到85．8％。 关键词静电纺丝，TiO：，CeO：，碳包覆，光催化 中图分类号：0643 文献标识码：A 文章编号：1000-0518(2013)11-1326-07 DOI：10．3724／SP．J．1095．2013．30019 纳米棒、纳米线和纳米纤维等一维纳米材料，因其具有独特结构，而被广泛应用在传感器、发光材 料、生物材料和催化剂等方面…。合成一维纳米材料的方法有模板法旧J、水热合成技术日J、气-液．固生 长法”1和固一液一固技术H1等。静电纺丝技术由于操作简单而被广泛应用，用于制备不同功能的纳米材 料。近年来，陈震课题组M剖采用静电纺丝技术，成功制备出了NiO．TiO：同轴纳米纤维、Ag．TiO：同轴纳 米纤维和碳纤维负载TiO：。 抗生素类污染物是一类难以降解和含生物毒性物质较多的有机污染物p‘11|，目前处理抗生素类污 染物的方法中以活性污泥法最为常用，但是废水中的抗生素能将微生物杀死，因而很难彻底消除含有抗 生素的医用药物，未被清除的具有生物活性的药物会随出厂排放水对地表水以及地下水进行二次污染， 这些抗生素作为环境外源性化学物对环境生物及生态产生严重的影响，对人类的生存和发展带来威 胁¨2’141。物理化学法¨纠和生物处理法¨钊是处理这类污水的传统方法，由于需投加化学试剂，存在成本 过高、操作复杂和处理不当易造成二次污染等问题。Elmolla[171以半导体材料¨蝴1作为光催化剂降解阿 莫西林、氯西林等抗生素废液，取得了很好的结果，这说明光催化剂降解抗生素类污染物具有广阔的应 用前景。 TiO：因其无毒、成本低、难溶于水和化学性质稳定等性质心Ⅲ1作为光催化剂具有较大的发展前景。 然而单一的TiO：存在着带隙较宽、光生空穴和光生电子容易复合等问题，在一定程度上制约了TiO：的 利用。稀土铈被誉为催化剂的“电子转移站”ⅢJ，将CeO：掺杂到TiO：纳米纤维中，使其具有更好的光催 化活性心6-27]，已有相关文献研究碳与TiO：光催化剂具有协同作用治理污染物心蚴]，但存在与催化剂结 合强度低，容易脱落啪J，本文采用气相沉积法在制得的复合纳米纤维表面包覆一层碳膜，不仅能克服以 上缺陷，碳包覆的复合纳米纤维在紫外光的照射下，产生的光生电子转移到碳膜上，提高了盐酸环丙沙 星的降解率。 2013-01-08收稿，2013-03·15修回 目(2013J01034) 通讯联系人：郑曦，高级工程师；Tel／Fax：0591E—mail：zhengxi@iinu．edu．cn；研究方向：环境科学 万方数据 第11期 郑曦等：碳包覆TiO：．CeO：纤维的制备及其光催化降解盐酸环丙沙星 1实验部分 1．1试剂和仪器 公司)，cu靶，鼬为辐射源，A为0．15418n／n，管电压40kV，管电流40mA，扫描速度5。C／min； nm。 计(Unico上海仪器有限公司)；紫外灯，功率36w，A。，=254 1．2纳米纤维的制备 ．