TiO₂/静电纺PAN基碳复合材料的制备及光催化性能

于翔¹，张雪寅¹，李如洋¹，赵亚浩¹，卢晓龙^1,2

1. 河南工程学院材料与化学工程学院2. 河南理工大学材料科学与工程学院

摘 要：为了同时提高催化剂的光催化和回收能力,以聚丙烯腈（PAN）和钛酸四丁酯（TBT）作为碳纳米纤维（CNFs）和TiO₂前驱体,通过静电纺丝和热处理方法制备了TiO₂/CNFs复合材料,并通过SEM、XRD、Raman、UV-vis分光光度计等对TiO₂/CNFs复合材料的形貌、晶体结构、光吸收性能、导电性和光催化性能进行了研究。结果表明:随TBT添加量的逐渐增多,TiO₂/CNFs复合材料在热处理过程中卷曲形态逐渐消失,并且TBT在碳化过程中完全转化为锐钛矿TiO₂;TiO₂/CNFs复合材料光吸收边缘由纯TiO₂的紫外光区扩展至可见光区,提高了催化剂对太阳光的利用率;同时,在模拟太阳光照射180 min,TiO₂/CNFs复合材料对RhB的光催化降解率最大可达到95.71%,并且在连续重复使用5次后光催化降解效率仍可达到约90%。

关键词：TiO₂;碳纳米纤维（CNFs）;复合材料;电子-空穴对;光催化;