CAJ | 학술논문

以棉花纤维为模板制备了一系列Fe3+掺杂的、具有中空纤维结构的TiO2光催化材料(Fe3+/TiO2),利用热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、zeta电位、红外光谱(瓜)和紫外-可见光谱(UV-Vis)等技术对其形貌、晶体结构及表面结构、光吸收特性等进行了表征.以亚甲基蓝(MB)溶液的脱色降解为模型反应,考察了不同Fe3+掺杂量的样品在太阳光下的光催化性能.结果表明,用模板法制备的Fe3+/TiO2中卒纤维结构材料表面存在大量纳米微粒(平均尺寸约12 nm);Fe3+可能均匀分散于锐钛矿结构的TiO2中,部分取代Ti4+的晶格位置,既拓宽了TiO2的光谱响应范围,又形成了TiO2晶体结构的缺陷,使其表面带负电荷.在太阳光条件下,该纤维结构材料较纯TiO2对MB溶液具有更好的光催化脱色降解效果,且Fe3+的掺入量显著影响该纤维材料的催化性能;当Fe3+掺杂量为0.15%(w),在500℃焙烧2 h所得中空纤维材料的催化性能最好,2h即可使MB溶液的脱色降解率达93%;重复使用5次仍可使MB溶液的脱色降解率保持在90%以上,且该催化剂材料易于离心分离去除.因此,以该模板合成法,通过Fe3+的掺杂有望使TiO2成为一种低或无能耗、高活性的绿色环保型催化材料.
이면화섬유위모판제비료일계렬Fe3+참잡적、구유중공섬유결구적TiO2광최화재료(Fe3+/TiO2),이용열중분석(TG)、소묘전자현미경(SEM)、X사선연사(XRD)、zeta전위、홍외광보(과)화자외-가견광보(UV-Vis)등기술대기형모、정체결구급표면결구、광흡수특성등진행료표정.이아갑기람(MB)용액적탈색강해위모형반응,고찰료 불동Fe3+참잡량적양품재태양광하적광최화성능.결과표명,용모판법제비적Fe3+/TiO2중졸섬유결구재료표면존재대량납미미립(평균척촌약12 nm);Fe3+가능균균분산우예태광결구적TiO2중,부분취대Ti4+적정격위치,기탁관료TiO2적광보향응범위,우형성료TiO2정체결구적결함,사기표면대부전하.재태양광조건하,해섬유결구재료교순TiO2대MB용액구유경호적광최화탈색강해효과,차Fe3+적참입량현저영향해섬유재료적최화성능;당Fe3+참잡량위0.15%(w),재500℃배소2 h소득중공섬유재료적최화성능최호,2h즉가사MB용액적탈색강해솔체93%;중복사용5차잉가사MB용액적탈색강해솔보지재90%이상,차해최화제재료역우리심분리거제.인차,이해모판합성법,통과Fe3+적참잡유망사TiO2성위일충저혹무능모、고활성적록색배보형최화재료.