摘要
随着工业日益蓬勃的发展，伴随的环境污染问题和能源短缺问题也日趋严重。基于太阳能是一种清洁、环保、易得的能源，而光催化技术是一种可以将太阳光能转化为电能和化学能，已受到人们的广泛关注。针对传统催化剂应用中存在如太阳光利用率低、光催化效率低、不易回收等的问题，本文致力于利用静电纺丝技术结合溶解挥发、溶剂热等方法制备具有高效复合纳米光催化剂纤维，通过对异质结型光催化剂调控尝试着来解决传统催化剂在应用中存在的一些问题。具体内容如下： 1)本文通过静电纺丝和溶剂挥发方法制备了g-C3N4/Bi2O3纳米材料。首先通过静电纺丝得到Bi2O3纳米纤维、超声剥离得到单层g-C3N4，通过溶剂挥发得到了核壳结构的g-C3N4/Bi2O3复合材料。通过调节g-C3N4与Bi2O3的复合比，发现g-C3N4/Bi2O3-10在紫外可见下降解亚甲基蓝表现出最高的活性，光催化性能的提高主要是由于形成了异质结从而抑制了光生载流子的复合。但是在降解过程中Bi2O3不稳定，存在严重的光腐蚀现象。生成的光腐蚀产物(BiO)2CO3使得体系演变成g-C3N4/(BiO)2CO3/Bi2O3三元异质结，由于三者导价带不匹配从而使得材料光催化活性下降。 2)利用静电纺丝技术和溶剂热方法制备了Bi2WO6/TiO2纳米纤维异质结材料。在溶剂热反应过程中，通过调控反应浓度，在TiO2纳米纤维上分别构造了负载不同含量的Bi2WO6纳米复合材料。复合Bi2WO6从而拓展了体系的可见光响应范围，Bi2WO6和TiO2形成的异质则有利于光生载流子的分离。光催化实验结果表明，可见光下Bi2WO6/TiO2在光催化降解RhB的过程中展现了很好的光催化活性以及稳定性。此外，由于静电纺丝制备的TiO2纤维基底所特有的网毡结构，使的复合材料具有较好的沉降和回收再利用的性质。 3)利用静电纺丝技术制备了N-TiO2-WO3纳米纤维复合材料，通过一步法制备材料，方法简便、无需二次处理即可得到复合材料。通过掺杂N元素以及复合窄带系半导体WO3来拓展的TiO2光响应范围，此外通过复合半导体同样可以抑制光催化过程中光生载流子的复合，从而达到提高光催化活性的效果。实验数据表明，可见光下光催化降解RhB溶液时三元复合材料光催化降解RhB与TiO2相比有很大的提高。
NETL