静电纺丝法制备TiO2/ZnO复合纳米纤维
2014-09-19李晓梅王可欣
李晓梅,王可欣,袁 玫
(东北师范大学,吉林长春 130024)
纳米材料在当今的信息时代正占据主导地位,并发挥革命性的作用。电纺技术具有设备简单、操作容易、可制备材料种类繁多及工艺可控等优点,目前已成为制备一维功能纳米纤维材料的有效方法[1-2]。并且由此得到的一维功能纳米纤维材料具有高的比表面积、催化效果好、回收率高等优点。纳米结构的半导体金属氧化物在紫外光照射下可以有效的降解多种有机污染物。TiO2作为一种良好的光催化剂具有无毒、化学性质稳定等优点,然而,由于光生电子与空穴的复合速度过快所导致的低量子效率,使其在实际应用中受到很大限制[3-4]。研究发现,TiO2与半导体异质结构的复合由于其拓宽的光响应范围和增强的光生电子与空穴分离效率,可以明显的增强光催化活性。因此主要工作就是将能带结构相似的TiO2与ZnO进行复合,利用静电纺丝的方法制备TiO2与ZnO的复合纳米纤维。
1 试验方法
1.1 前驱体溶液的配置
(1)TiO2∶ZnO=1∶1
向清洁的锥形瓶中加入4 mL乙醇、8 mL N-N二甲基甲酰胺、1.7 mL钛酸丁酯、1.1 g乙酸锌、0.7 g高分子聚乙烯吡咯烷酮(Mn=900 000),在室温下利用磁力搅拌器搅拌均匀。
(2)TiO2∶ZnO=3∶2
向清洁的锥形瓶中加入5 mL乙醇、10 mL N-N二甲基甲酰胺、2.04 mL钛酸丁酯、0.87 g乙酸锌、1.6 g高分子聚乙烯吡咯烷酮(Mn=900000),在室温下利用磁力搅拌器搅拌均匀。
(3)TiO2∶ZnO=2∶3
向清洁的锥形瓶中加入4 mL乙醇、8 mL N-N二甲基甲酰胺、1.36 mL钛酸丁酯、1.31 g乙酸锌、1.5 g高分子聚乙烯吡咯烷酮(Mn=900000),在室温下利用磁力搅拌器搅拌均匀。
1.2 静电纺丝
利用静电纺丝技术,取适量的TiO2/ZnO前驱体溶液于注射器中,并将金属电极探入前端针头内,调节注射器倾斜角大约与水平面成45°,纺丝电压为10 kV,接收距离为10 cm。……
