TiO2纳米纤维的制备、表征及光催化活性研究.pdfVIP

蔡 莉 ：胶原纤维为模板TiO 、La ／TiO。纳米纤维的制备 、表征及光催化活性研究 文章编号：1001—9731(2014)01—01015—04 胶原纤维为模板 TiO2、Laz／TiO2 纳米纤维的制备、表征及光催化活性研究 蔡 莉 (四川师范大学 化学与材料科学学院，成都 610068) 摘 要 ： 以胶原纤维为模板分别 负载钛 (Ti什)或钛 貌，特别是纤维状或管状 ，具有优异的几何柔韧性__】。 (Ti )和镧 (La )，经 高温煅烧制得介孔 TiO 和 因此，具有介孔结构和特殊形貌 的TiO 也可能提高 La ／TiO 纳 米 纤 维。通 过 场 发 射 扫 描 电 镜 光催化性能 。 (FESEM)、N。吸 附一脱附等温线、X射线衍射 (XRD)、 目前 ，有机模板法 已被广泛地应用于具有特殊形 分子 荧光光谱 (PI)和紫外一可见吸收光谱 (UV—Vis)等 貌的无机介孔材料的制备 ，其中生物模板法是研究的 对这 2类纳米纤维的结构和物理性能进行 了表征 。结 热点之一l1。生物模板技术是利用生物分子高度有 果表 明胶 原纤维 的纤维状结构能被较好地保 留在 序的空间结构 ，制备具有特殊结构 的无机介孔材 TiO2和 La ／TiO 纳米 纤维 中。TiO 和 La ／TiO。 料_1引。Xu等 以蚕丝纤维为模板制备 了中空的SiO。 纳米纤维的N 吸附一脱附等温线属于典型的Ⅳ型，表 纤维 。 明其具有介孔结构。XRD分析表 明，La汁的掺杂减小 胶原纤维是世界上资源最大的可再生动物生物质 了 TiO2的 晶粒 尺 寸。与 DegussaP25相 比，介 孔 资源之一 ，主要来 自家畜的皮 ，传统上用作皮革生产 的 TiO。和 La ／Ti0。(z≤0．02)纳米纤维的紫外一可见吸 原料 。胶原纤维主要是 I型胶原分子 自组装形成的超 收光谱红移 ，分子 荧光光谱强度明显减弱。以孔雀石 分子结构 ，具有规则 的纤维形态。在胶原纤维中，胶原 绿 的光催化降解为模型反应 ，在可见光和紫外光激发 分子以 “1／4错列”排列并进一步形成 “孔”和 “重叠地 下，介孔 TiO 和 La ／TiO 纳米纤维的光催化活性均 带”l1。此外 ，胶原 分 子 中含有 大量 的一cOOH、 高于DegussaP25。此外，La／TiO2在可见光激发下 一 NH 、一CONH 和一CONH 等活性基团，能与多 的光催化活性高于未掺杂的TiO。纳米纤维。 种金属离子，如 Cr 、A1”、Zr”、Ti”、Fe抖和稀土金 关键词： 胶原纤维 ；模板 ；TiO。纳米纤维 ；介孔材料 ； 属离子等反应形成稳定 的配合物_】。因此 ，以胶原纤 光催化剂 维为模板 ，将 Ti4_负载在胶原纤维上，通过煅烧 除去 中图分类号： 0643 文献标识码 ：A 模板后 ，可望将胶原纤维超分子结构 中的结构信息复 DOI：10．3969／j．issn．1001—9731．2014．01．004 制保留，从而制备具有特定形貌和孑L结构的TiOz；另 一 方面 ，由于胶原纤维可同时与多种金属离子反应 ，因 1 引 言 此可方便地进行 TiO。的掺杂。 半导体光催化材料因其独特的电子 ／能带结构 ，用 本文 以胶原纤维为模板 ，硫酸钛为钛源 ，在水溶液 于难降解有机物的处理 已被广泛关注 【 。其 中TiO。 体系中制备介孔 TiO。和 La ／TiO。纳米纤维 。研究 光催化剂因其具有光诱导氧化性强、化学稳定性高、对 了介孔 TiO 和 La／TiO：纳米纤维的表面结构 、孔结 环境安全无毒等优点，成为近年来光催化领