静电纺丝法制备TiO2纳米纤维及其应用的研究

论文摘要

探讨了静电纺丝工艺参数对纤维的形态的影响。采用双针尖平行放置的一对细小铜针作为接收装置,聚乙烯吡咯烷酮（PVP）无水乙醇质量分数为10%,电压25 kV,在不同的旋转数下纺出了PVP纳米纤维绳。在电纺丝喷丝针头和接收铜针间的静电库仑引力,以及纺丝间库仑斥力的双重作用下,电纺出PVP纳米纤维,纺丝电源中断后,一端的铜针固定,另一端作高速旋转,在接收器铜针的高速旋转下制得了PVP纳米纤维绳。用扫描电子显微镜（SEM）对其进行表征.。研究了螺旋纤维的形成条件、接收器装置和纺丝距离对纤维绳形貌的影响,讨论了螺旋纤维的形成机理及纳米纤维的形成机理。探讨了静电纺丝在无机材料材料方面的应用,以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶胶／钛酸正丁酯为前躯体,以静电纺丝法制备了PVP/TiO2纳米纤维。静电纺丝法制备了PVP/Ti（C4H9O）4纤维；纤维在200℃下充分干燥后；在空气氛中以5℃/min的升温速度烧结至550℃保温6 h,随后自然降至室温,得到直径60-300 nm的TiO2纳米纤维。继而以气相沉积法制得碳包覆TiO2纳米纤维。用红外吸收光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等对纳米纤维进行了表征。与TiO2纳米纤维、TiO2纳米粉体相比,气相沉积法制备的碳包覆TiO2纳米纤维在光分解亚甲基蓝上表现出更好的催化性能。以聚乙烯吡咯烷酮（PVP）作为络合剂,分别与醋酸锌[Zn（CH3COO）2]和钛酸四正丁酯[Ti（C4H9O）4]反应制得两种前驱体溶液,利用静电纺丝法制备Ti（C4H9O）4、PVP/Zn（CH3COO）2复合纳米纤维。将双组分纤维在200℃下热处理,然后在空气中600℃下高温煅烧,得到TiO2-ZnO纳米纤维。扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱分析、X射线衍射分析等手段对纤维进行了表征。与TiO2纳米纤维、TiO2纳米粉体相比,TiO2-ZnO纳米纤维在光分解亚甲基蓝上表现出更好的催化性能。

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中文文摘

绪论

第一章静电纺丝法制备PVP纳米纤维绳的研究

1.1 前言

1.2 实验部分

1.2.1 试剂与仪器

1.2.2 纳米纤维的制备与表征

1.3 结果与讨论

1.3.1 接收装置的转速对纳米纤维绳形态的影响

1.3.2 固定转速下铜丝针转数（时间）对纳米纤维绳紧密程度的影响

1.3.3 双针尖距离对纳米纤维形貌的影响

1.4 本章小结

2纳米纤维及其光催化行为的研究'>第二章电纺丝一气相沉积法制备碳包覆TiO₂纳米纤维及其光催化行为的研究

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 化学试剂

2.2.2 实验步骤

2.3 结果与讨论

2纳米纤维的热重分析'>2.3.1 TiO₂纳米纤维的热重分析

2纳米纤维的形貌表征'>2.3.2 TiO₂纳米纤维的形貌表征

2.3.3 透射电镜（TEM）和高倍透射电镜（HR-TEM）的图片分析

2纳米纤维的红外吸收图谱分析'>2.3.4 碳包覆TiO₂纳米纤维的红外吸收图谱分析

2纳米纤维的XRD的衍射图谱分析'>2.3.5 碳包覆TiO₂纳米纤维的XRD的衍射图谱分析

2纳米纤维的协同作用和光催化机理分析'>2.3.6 碳包覆TiO₂纳米纤维的协同作用和光催化机理分析

2纳米纤维的光催化性能测试'>2.3.7 碳包覆TiO₂纳米纤维的光催化性能测试

2.4 结论

2/ZnO纳米纤维及光催化的研究'>第三章静电纺丝制备TiO₂/ZnO纳米纤维及光催化的研究

3.1 前言

3.2 实验部分

3.2.1 主要试剂和仪器

3.2.2 静电纺丝装置

2-ZnO纳米纤维的制备'>3.2.3 TiO₂-ZnO纳米纤维的制备

2-ZnO纳米纤维的分析测试'>3.2.4 TiO₂-ZnO纳米纤维的分析测试

2-ZnO纳米纤维光催化性能的测试'>3.2.5 TiO₂-ZnO纳米纤维光催化性能的测试

3.3 结果与讨论

2-ZnO纳米纤维的形貌表征'>3.3.1 TiO₂-ZnO纳米纤维的形貌表征

3.3.2 电纺纤维的热重分析

2-ZnO纳米纤维的红外分析'>3.3.3 TiO₂-ZnO纳米纤维的红外分析

2-ZnO纳米纤维的XRD衍射图谱分析'>3.3.4 TiO₂-ZnO纳米纤维的XRD衍射图谱分析

2-ZnO纳米纤维的协同效应和光催化机理分析'>3.3.5 TiO₂-ZnO纳米纤维的协同效应和光催化机理分析

2-ZnO纳米纤维的光催化性能的测试'>3.3.6 TiO₂-ZnO纳米纤维的光催化性能的测试

3.4 结论

第四章结论

参考文献

攻读学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢

个人简历

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