WO3TiO2复合纤维的制备和储能光催化性能.pdf

V01．33 高等学校化学学报 No．7 UNIVERSmES 2012年7月 CHEMICALJOURNALOFCHINESE 1552一1558 李跃军1’2，曹铁平2，邵长路1，王长华1 (1．东北师范大学先进光电子功能材料研究中心，长春130024； 2．白城师范学院化学系，白城137000) 摘要以钛酸正T酯为前驱体，采用静电纺丝技术制得了纯锐钛矿TiO：纤维，并以其为基质，通过水热法 制备了具有异质结构的WO，／TiO：复合纤维．利用x射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散 光谱仪(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等对样品的结构和形貌进行了表 征．以罗丹明B的脱色降解为模型反应，考察r样品的光催化性能和储能光催化性能．结果表明，花状WO， 微球包裹在TiO：纤维上，得到了具有异质结构的W03／TiO：复合纤维光催化剂．WO，与TiO：复合有利于光 生载流子的输运和分离，增强了体系的量子效率，提高r光催化活性．WO，／Ti02复合纤维经光照处理后，在 黑暗条件下显示出储能光催化特性． 关键词 静电纺丝技术；水热法；WO，／TiO：复合纤维；储能；光催化降解 中图分类号0643 文献标识码A DOI：10．3969／j．issn．0251-0790．2012．0r7．034 在众多半导体光催化剂中，TiO：因具有氧化能力强、光催化活性高、物化性质稳定及价廉、无毒 等优点而被广泛应用于空气净化、废水处理和杀菌白清洁等领域。1。o．但TiO：在光催化反应中存在量 子效率低、太阳光利用率差、光生载流子复合几率高、不易回收、重复利用率低等问题，限制了其工业 化进程”“1．目前，研究人员采用多种改性技术拓宽了TiO：的光谱响应范围以提高太阳光利用率；或 通过抑制电子．空穴对的简单快速复合提高光生载流子的分离效率，从而提高其光催化活性‘“…．本课 题组已将金属氧化物或硫化物与TiO：纤维相复合，成功制备了具有异质结构的CeO：／TiO：[1们，SnO：／ 了光生载流子的分离，有效提高了TiO：的光催化活性． WO，是一种多功能材料，具有正交、单斜、立方、六方等多种对称性结构，在光催化、微波吸收、 eV)， eV)能级相匹配的特点，首次将感光型半导体材料TiO：与具有电子存储能力的 与锐钛矿TiO：(E。=3．2 WO，等半导体材料结合，利用喷雾热解法和旋涂法制备了具有储能性能的WO，一TiO：复合薄膜．该薄 膜不仅在光照条件下具有催化作用，而且在无光照条件下还能利用WO，的储能性延续光催化作用． Higashimoto等¨¨进一步研究了WO，的储能特性，揭示了其晶体结构与材料储能放电之间的关系． 本工作以静电纺丝技术制备的锐钛矿相TiO：纤维为基质，在N％WO。的草酸溶液中，利用水热法 制备了具有异质结构的WO，／TiO：复合纤维光催化材料，考察了复合纤维的光催化活性和储能光催化 特性，并对其光催化机理和储能放电过程进行了初步探讨． 1 实验部分 1．1试剂与仪器 收稿El期：2011-08．15． 计划(批准号：201205034)资助． 万方数据 李跃军等：W03／Ti02复合纤维的制备及储能光催化性能 化学品有限公司)；草酸、浓盐酸、无水乙醇、冰醋酸均为北京化工厂分析纯试剂；自制二次蒸馏水． D／max2500V Rigaku PC型X射线衍射仪(XRD，日本理学公司)，CuKot射线，A=0．15405am， 扫描速率20／min，加速电压40kV，电流40mA，采用阵列探测器，扫描范围10。一700，步宽为0．02。； Hitachi s-570(15kV)型场发射扫描电子显微镜(FESEM，日本日立公司)，配接有X射线能量散射 (EDS)装置，加速电压15kV；JEOL 加速电压100