陈 欣，王立艳，张晓佳，刘 哲

吉林建筑大学 材料科学与工程学院,长春 130118

光催化技术在解决能源危机和处理环境污染方面备受关注.二氧化钛因其化学性质稳定、耐腐蚀、不会造成二次污染等[1]性能在光催化降解有机污染物领域研究最为广泛.但其较宽的带隙(3.2 V)使其只能在紫外光下被激发[2-3].为了降低二氧化钛光生载流子复合率,提高光生量子效率,通过对二氧化钛进行非金属掺杂[4-5]、金属离子掺杂[6]、构筑异质结[7-8]等方式改性,改变其禁带宽度,降低光生载流子复合率,从而提高其光催化性能.静电纺丝法[9-10]在制备一维连续纳米纤维方面具有操作方便、纤维粗细均匀可控、比表面积大、光催化剂的效率高等特点.

以钛酸丁酯为钛源,冰醋酸为水解抑制剂,无水乙醇为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为模板剂 , 采用静电纺丝技术与焙烧工艺相结合,通过调控焙烧温度,制备了一种锐钛矿-金红石混晶TiO2纳米纤维,这种TiO2纳米纤维因具有锐钛矿-金红石混晶的异质结构而表现出了优异的光催化活性.

1 实验部分

1.1 静电纺丝制备Ti(OC4H9)4/PVP复合纳米纤维

首先,将1.25 g PVP 加入7 g无水乙醇的烧杯中,室温搅拌得均相溶液,加入1.5 g钛酸丁酯和3 g冰醋酸,搅拌得到淡黄色纺丝液.将纺丝液装入注射器中,8号针头为喷丝头,固定于纺丝机上进行高压纺丝.喷头距离接收器距离12 cm,电压为16 kV,电流800 A,调节适当的推液速度,使溶液在喷头处形成稳定的泰勒锥.在电场力的作用下,针头处的溶液被拉伸进……