静电纺丝技术制备镨掺杂的二氧化钛纤维及其光催化性能的研究

摘要

为了提高TiO_2对水体中有机染料污染物的光催化降解效率(PCD),需要开发新颖的制备技术以获得光催化性能优异的TiO_2材料。本文利用静电纺丝法技术制备了硝酸镨(Pr(NO_3)_3)掺杂的钛酸正丁酯(TBT)-聚乙烯吡咯烷酮(PVP)复合纤维,通过调节Pr(NO_3)_3的加入量,以及500℃煅烧获得了不同摩尔比的Pr掺杂TiO_2(Pr/TiO_2)纤维。利用场发射扫描电镜(FESEM)、热重分析仪(TG-DSC)、X-射线衍射仪(XRD)、红外光谱(FTIR)等技术对所制备的纤维进行了表征。以水溶液中的亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,研究了不同摩尔比Pr/TiO_2纤维的光催化性能。实验结果表明:Pr掺杂能够有效提高TiO_2纤维的光催化性能,但是掺杂存在着最佳比例;本实验中的Pr/TiO_2纤维最佳摩尔比为0.1%。MB在80 min时的PCD达到了97.0%。PCD动力学结果表明,反应符合一级反应动力学方程。重复利用实验显示Pr/TiO_2纤维具有重复使用性能好的优点。