TiO2纳米纤维微观结构的调控与制备.pdfVIP

锨 财 抖 2O13年第l8期(44)卷 文章编号 ：1001—9731(2013)18—2620—05 TiO 纳米纤维微观结构的调控与制备 李其明 ，李 芳 (1．辽宁石油化工大学 化学与材料科学学院，辽宁抚顺 113001； 2．辽宁石油化工大学 石油化工学院，辽宁抚顺 113001) 摘 要 ： 通过静 电纺丝技术制备 了具有一维纳米结 中却不利于回收利用。后期开发的TiO。纳米晶薄膜 构的SiO：／TiO 纳米复合纤维，基于热碱化学刻蚀技 在回收利用方面虽然具有诸多优势 ，但 除了在一些特 术对其微观形貌进行二次调制，制备 出具有较 高比表 定领域的应用外 ，TiO 薄膜在常规光催化应用中有效 面积的多孔 TiO 纳米纤维。TG表征表明550。C以上 使用面积 明显 不足。。]。因此 ，一维 TiO。纳米纤 维材 的焙烧温度才能完全烧掉纳米纤维前驱体 中有机物组 料成为关注 的焦点之一，具有较大长径 比的 TiO 纳 分，从而得到无机 SiO ／Ti()。纳米复合 纤维。同时发 米纤维具有较好的可 回收利用性能 ，然而相对纳米粉 现，SiO 掺杂可以有效抑制 TiO。高温条件下从锐钛 体材料 ，TiO 纳米纤维的比表面积却存在不足，如果 矿相 向金红石相 的转化 ，在 700。C仍 然可 以得到 结晶 能够在 TiO。纳米纤维表面制备出多孔微结构则可 以 较好 的纯相 siO：／Ti() 锐钛 矿。SEM 表征 表 明 大大提高TiO。纳米纤维的比表面积 [111]。Nair等通 NaOH热化 学处理 可 以从复合 纳米 纤维 SiO ／TiO。 过电纺丝技术制备了具有大米粒形貌 的无机纳米纤 体相刻蚀掉 大部 分 SiO。纳米晶粒，从 而制备 出多孔 维，他们表征发现该纳米纤维 的比表面积可 以达到 Ti() 无机纳米纤维，相对未经处理的 TiO 纳米纤维， 60m ／glll。R．Mukai等利用钛酸 四丁酯溶胶一凝胶 该材料具有更高的比表面积和更加精细的微观结构。 聚合并结合冷冻干燥法制备 了多孔 TiO。纳米纤维 ， 关键词： 静 电纺丝；SiO。／TiO。复合纳米纤维 ；化 学 该材料具有较高的比表面积和精细的微结构 ”】，然而 刻蚀 ；微观结构 上述制备方法都存在工艺复杂、制备成本高的缺点 ，因 中图分类号： O643．57 文献标识码 ：A 此迫切希望能够开发一种简单实用的TiO：多孔纳米 DOI：10．3969／．issn．1001—9731．2013．18．007 纤维的制备方法。 本文通过基于静 电纺丝制备技术制备 了 SiO。／ 1 引 言 TiO 无机复合纳米纤维，接着通过热碱化学刻蚀技术 近年来 ，TiO 作为一种高效实用的光催化材料受 在其表面调制 出了纳米级孔道微观结构 ，该 TiO 纳 到人们的广泛关注，其在有机物降解 、光催化 、水分解 、 米纤维显示出独特的多孔微观形貌 ，具有较高 的比表 太阳能电池等方面具有重要的应用前景 ]。当前 ，研 面积 。 究人员通过各种方法制备或调制 TiO。材料的微观结 2 实 验 构以提高其光催化性能 。例如，()．Akhavan等制备 了 碳纳米管掺杂 的Ti()薄膜 ，他们研究发现碳纳米管 2．1 SiO ／TiO 复合纳米纤维的制备 掺杂可以显著提高 TiO。的可见光催化活性[。朱培 首先称取 聚乙烯 吡咯烷酮 (PVP)2．5g溶于 15g 宁等制备了具有大米粒微观形貌 的碳纳米