NiO-TiO2纳米纤维的制备及对模拟印染废水的太阳光催化降解.pdf

第 13卷 第 4期 南通纺织职业技术学院学报 (综合版 ) Vo1．13．No．4 2013年12月 JournalofNantongTextileVocationalTechnologyCollege Dec．20 13 NiO—TiO2纳米纤维的制备及对 模拟印染废水的太阳光催化降解 苏 广 均 (南通大学化学化工学院，南通 226019) 摘要：采用溶胶一凝胶法和静 电纺丝法以钛酸四正丁酯(Ti(OC4H914)、硫酸镍和聚 乙烯吡咯烷酮 (PVP) 等为主要原料制备 了PVP／NiO—TiO，纤维和直径为 100～300纳米的NiO-TiO，纳米纤维 以差热一热重分析 fDSC—TGA)、傅里叶红外光谱 (FT—IR)和扫描电镜 (SEM)等对NiO—TiO2纳米纤维进行 了表征 ，测定 了其对 模拟 印染废水亚甲基蓝溶液 的太阳光催化性能 结果表 明，太阳光照射下，当NiO的掺杂摩 尔分数为 0．05％，制备 NiO—TiO，纳米纤维的焙烧温度为 500oC时，NiO—TiO 纳米纤维对亚 甲基蓝 的催化 活性 最 高，6h降解率达到98．2％，重复使用 l3次后亚甲基蓝的降解率仍然在93％以上 关键词 ：静电纺丝； NiO—TiO 纳米纤维； 亚甲基蓝； 降解 中图分类号 ：0643；TQ134．1 文献标志码：A 文章编号 ：1671—6191(2013)04—0011—04 纳米 TiO价廉易得、无毒、化学性质稳定，具有较强的光催化性能，被认为是最有应用前景的半导体光 催化剂，备受关注且常被应用于环境污染物的处理 。但纯TiO需紫外光照射才能激发出光催化活性，催化 效率较低．难以获得实际应用。采用金属或金属氧化物等复合是拓展 TiO，激发波段和应用范围的有效方法 之一。掺杂NiO能将TiO的激发波段提高到可见光波段，从而提高其光催化性能。目前这方面研究大多集中于 NiO—TiO纳米粉体或膜3[-5]。采用静电纺丝法制备TiO 纳米纤维及其复合纤维是近年来研究较多的方法。由 于TiO，纳米纤维及其复合纤维具有较大的比表面积且易漂浮于液体表面 ．有利于纤维对有机污染物的吸附 和提高光催化降解污染物的能力 ，但采用静电纺丝法制备的NiO—TiO纳米复合纤维光催化性能尤其是 太阳光催化性能的研究还很少。本文 以钛酸INT~ (Ti(OCn9))、硫酸镍 (NiSO)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为 主要原料，采用溶胶一凝胶法和静电纺丝法制备PVP／NiO—TiO纤维，焙烧制得纳米NiO—TiO复合纤维。研 究了其对 10mg／L亚 甲基蓝溶液的太阳光催化降解性能，对其催化机理进行了简要分析 。 1 试验 1)试剂。NiS04．7H0，HAc，无水乙醇为分析纯，PVP，Ti(OC4Hg}为化学纯 。 2)纺丝液的制备。称取4gPVP加入 22mL无水乙醇和 2．2mLTi(OCd-I9)形成的溶液中溶解 ，在剧烈 搅拌的同时滴入 22mL无水乙醇、1．8mL去离子水、1．8mLHAc和一定质量 比例的NiSO 的溶液 ，继续 搅拌 2h左右，Ti(OCH9)水解形成溶胶纺丝液。 31纤维的制备。吸取纺丝液加入到带有直径为0．5mm不锈钢针头的 10mL塑料注射器中，针头接电源 正极，铝箔接电源负极作为收集装置 ，施加3OkV电压，针头与收集装置的距离为 20cin，纺丝液推进速度为 2mL／h。纺丝得到的PVP／NiO—TiO纤维在 500。C、600oC或 700oC焙烧 3h所得NiO掺杂摩尔分数分别为 0．03％、0．05％、0．1％、0．3％的纳米NiO—TiO2复合纤维 收稿 日期 ：2013—07—28 作者简介 ：苏广均(1970一)，男，江苏南通人，南通大学化学化工学院高级实验师，研究方 向新材料的制备及应用。 基金项 目：江苏省人力资源与社会保障厅课题 (编号2010XNY003)。 南通纺织职业技术学院学报 (综合版 ) 2013焦 41纤维的表征。以S3400NⅡ型扫描电镜 (SEM)观察NiO—TiO纳米复合纤维的形貌 ，以STA449F3 热分析仪进行差热一