光催化復(fù)合纖維膜的制備及催化性能

1.85萬(wàn)字 44頁(yè) 原創(chuàng)作品，通過(guò)查重系統(tǒng)


畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)中文摘要
二氧化鈦（TiO2）是一種光催化性能很高的材料，能夠利用光能將有機(jī)污染物降解，但是在實(shí)際應(yīng)用中，其對(duì)太陽(yáng)光利用率低、分離回收困難等因素，也限制了TiO2的應(yīng)用領(lǐng)域。為了提高TiO2的綜合光催化性能，本課題利用共軛靜電紡絲技術(shù)制備了TiO2/C復(fù)合材料，大大降低了分離回收的難度，同時(shí)提高了光催化催化效率。
本課題第一部分探究TiO2聚合物纖維的靜電紡絲最佳條件和燒結(jié)工藝：以鈦酸異丙酯（Ti(OiPr)4）、聚乙烯吡咯烷酮（PVP）和聚丙烯腈（PAN）為主要原料，采用單針頭靜電紡絲技術(shù)（改變電紡條件）并輔以不同的熱處理過(guò)程，分別制備出不同尺寸的TiO2纖維，使用顯微鏡觀察電紡纖維形貌分別確定適應(yīng)的電紡條件。TiO2纖維最佳靜電紡絲條件：鈦酸異丙酯（K90）濃度C=12 wt%，紡絲電場(chǎng)強(qiáng)度=1.0×105 VR26;m-1，紡絲速率=0.8 mLR26;h-1。探究熱處理適宜條件：通過(guò)XRD、TG、FTIR等分析方法研究TiO2的晶型轉(zhuǎn)變和紡絲纖維組分變化，焙燒溫度從500℃到900℃的過(guò)程中，TiO2由銳鈦礦型向金紅石型轉(zhuǎn)變。
本課題第二部分探究TiO2/C二元并列纖維膜的在一系列熱處理過(guò)程中形貌和組分結(jié)構(gòu)的變化以及光催化性能和力學(xué)強(qiáng)度。采用共軛電紡技術(shù)制備TiO2/C二元并列纖維膜，SEM和TEM照片有力地證明該制備方法可以有效地制備TiO2/C二元并列纖維膜，纖維并列成功率最高，原絲直徑分布在400—500納米，且紡絲連續(xù)。羅丹明（RhB）和硝基苯(NB)光催化降解實(shí)驗(yàn)表明，TiO2/C二元并列纖維膜可以有效降解水溶性和油溶性污染物。接觸角實(shí)驗(yàn)表明，TiO2/C二元并列纖維膜具有良好雙親性。XRD測(cè)試結(jié)果表明，700℃時(shí)TiO2以混合晶型存在于紡絲纖維中對(duì)RhB降解效果最佳，紡絲類型對(duì)RhB降解影響不大；500℃時(shí)銳鈦礦型的TiO2/C并列纖維在降解NB時(shí)具有較好的催化性能。微流動(dòng)場(chǎng)光催化試驗(yàn)證明，TiO2/C并列纖維具有良好的力學(xué)性能。


關(guān)鍵詞 TiO2 光催化 納米復(fù)合纖維 PAN碳纖維 共軛紡絲 二元并列纖維