Tong LIN
,
Hongxia WANG
,
Huimin WANG
,
Xungai WANG
材料科学技术（英文）
PAN nanofibres were prepared via an electrospinning process. The effect of polymer concentration on the fibre morphology was studied. At a very dilute solution, no fibres were obtained in the electrospinning process. As the concentration increased, the fibre morphology evolved from a beads-on-string structure to a uniform fibre structure with increasing fibre diameters. However, when the same electrospinning process was conducted with the addition of a cationic surfactant, the formation of disconnected beads was prevented, and the number of beads-on-string structures reduced significantly. In addition, the presence of cationic surfactant reduced the average diameter of the electrospun PAN nanofibres.
关键词:
PAN nanofibre
,
null
,
null
,
null
揣宏媛
,
周德凤
,
朱晓飞
,
李朝辉
,
黄唯平
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(15)61002-6
邻苯二甲酸二甲酯是一种干扰人体内分泌系统的化学物质,尽管对人体具有潜在危害,目前仍做为塑料、醋酸乙烯酯、纤维素等生产过程中的添加剂而广泛使用.伴随着邻苯二甲酸二甲酯的生产和应用,自然界不可避免地受其污染.因此,如何有效降解排放在环境中的邻苯二甲酸二甲酯以减少其对人类的不利影响成为化学研究者的重要任务.通过半导体光催化剂高效利用太阳能光催化降解邻苯二甲酸二甲酯是一种有效方法. TiO2等半导体光催化剂由于光催化过程中产生的电子-空穴对极易复合导致其催化效率不高,减少光生电子-空穴对复合率进而提高光量子效率的方法有金属掺杂、非金属掺杂、表面敏化、半导体复合等多种手段.其中, MoO3由于其独特的结构和化学性质广泛应用于光催化领域,并常作为耦合剂与其他半导体(如TiO2)复合以提高光催化活性.在我们以前的工作中,曾使用MoO3做为耦合剂与V2O5复合,实验结果证明MoO3与V2O5复合形成异质结构有效提高了V2O5的光催化效率. MoO3由于其带隙较宽(约2.90 eV),对太阳光利用率不高,以及电子-空穴对极易复合导致MoO3实际光催化活性并不好.因此,我们考虑以MoO3做为主体, V2O5做为耦合剂研究n(V)/n(Mo)比对V2O5/MoO3复合光催化剂结构和性能的影响.我们以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、四水合钼酸铵((NH4)6Mo7O24·4H2O)和偏钒酸铵(NH4VO3)为原料,采用静电纺丝技术结合溶胶凝胶过程的方法,成功制备了具有不同n(V)/n(Mo)比的V2O5/MoO3复合光催化剂. XRD结果表明,当n(V)/n(Mo)<1/6时,钒离子掺杂进入MoO3晶格内,n(V)/n(Mo)>1/6时,部分钒离子掺杂进入MoO3晶格内,部分钒离子聚集形成V2O5晶体, V2O5晶体数量随着n(V)/n(Mo)逐渐增加,且尺寸有所增长.这一点在扫描电镜中得到了进一步的证实.扫描电镜结果表明α-MoO3呈规则的层状结构,为长度约3μm,宽度约2μm,厚度约500 nm的表面光滑的正交相MoO3微纳米片,而V2O5则为微纳米颗粒,其中表面光滑的层状MoO3微纳米片散乱分布在块状V2O5微纳米颗粒之间,并与V2O5微纳米颗粒团簇紧密接触.由于二者的紧密接触,可能在二者交界处形成了V2O5/MoO3异质结构.紫外-可见漫反射光谱数据表明,掺杂或者异质结构的形成有效降低了MoO3的带隙,促进了MoO3对可见光的吸收,拓宽了光响应范围.为进一步确定MoO3与V2O5复合前后元素的化学态变化,我们进行了XPS能谱测试.通过对V 2p和Mo 3d XPS谱图高斯曲线拟合发现,与纯V2O5相比, VM-6和VM-2中不同价态的V元素电子结合能均有所增加.同时, VM-6和VM-2中的Mo元素的电子结合能与纯MoO3相比有轻微的减少,这说明无论是掺杂还是异质结构的形成都使V离子和Mo离子的化学环境有所改变.我们以亚甲基蓝为探针反应,测试V2O5/MoO3复合光催化剂的催化活性.结果表明,无论掺杂还是异质结构的光催化剂光催化降解亚甲基蓝的活性均远大于纯MoO3和V2O5.这可能是由于V 3d杂质能级的存在以及V2O5和MoO3交界处异质结构的形成有效降低了MoO3的带隙,拓宽了光响应范围.另一方面,异质结构有利于光生电子-空穴对的分离,有效提高了光量子效率.其中, n(V)/n(Mo)的最佳比为1/2,亚甲基蓝的光降解率高达89.23%.为了测定V2O5/MoO3复合光催化剂对邻苯二甲酸二甲酯的光催化活性,我们选取了样品纯MoO3, V2O5, VM-6和VM-2进行测试.测定结果与光催化降解亚甲基蓝结果吻合, VM-2催化效果最高,可达82.20%.并通过高效液相色谱测定邻苯二甲酸二甲酯降解过程的中间产物为邻苯二甲酸.
关键词:
静电纺丝法
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五氧化二钒
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三氧化钼
,
复合物
,
光降解活性
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邻苯二甲酸二甲酯
赵卉卉
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康卫民
,
马晓敏
,
邓南平
,
厉宗洁
,
程博闻
催化学报
doi:10.1016/S1872-2067(16)62545-7
随着工业的进步,废水处理特别是印染废水的处理成为亟待解决的问题.银纳米粒子因其特殊的物理化学性能而表现出催化活性,但银纳米粒子的团聚限制了其使用,所以出现了一系列新的载体材料,如微球、薄膜和纤维等.其中电纺纳米纤维由于具有高比表面积,作为载体材料具有非常大的优势,而将常规电纺纳米纤维作为载体也已有报道.但是,将具有更高比表面积的电纺纳米纤维作为载体,特别是一种类似于树枝状结构的多尺度纳米纤维作为载体还鲜有报道.本文制备了一种多尺度结构的PA6纳米纤维膜,该纳米纤维膜由直径为50?120 nm的主纤维和10?50 nm的分支纤维构成;由于分支纤维的出现,多尺度结构纳米纤维膜的比表面积得到了提高,可以为银纳米粒子的负载提供更多附着位点.制备的多尺度结构纳米纤维膜通过银胶溶液浸渍成功地负载银纳米粒子,对制备的纳米纤维膜的形态、化学结构以及对亚甲基蓝的催化性能进行了探讨.SEM,EDS和TEM结果表明,银纳米粒子成功地负载在多尺度结构纳米纤维的表面,并且银纳米粒子的粒径以及负载量可以通过变换银胶溶液的浓度合理调控.此外,与常规PA6纳米纤维膜相比,多尺度结构纳米纤维膜更有利于银纳米粒子的分散,同样通过银胶溶液A浸渍,负载在多尺度结构纳米纤维上银纳米粒子粒径为8.6 nm,而负载在普通PA6纳米纤维上银纳米粒子粒径为11.2 nm.XPS分析表明,银纳米粒子成功地负载到多尺度结构纳米纤维上,并且经不同银胶溶液处理,纳米纤维膜的载银量不同.通过O的高能XPS分析发现,银纳米粒子与PA6分子间形成了配位键,这在一定程度上有利于Ag纳米粒子的固定,阻止了Ag纳米粒子的团聚.Ag/PA6纳米纤维膜以及多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜催化降解实验表明,多尺度结构Ag/PA6纳米纤维膜具有较高的催化活性,反应2 h后对10 mg/L亚甲基蓝的降解率达到98.13%,并且降解过程符合伪一级动力学.不同浸渍液浓度处理纳米纤维膜催化实验表明,Ag纳米粒子的大小以及含量都会影响纳米纤维的催化活性,纳米粒子粒径越小,其催化活性越高;不同NaBH4加入量催化体系催化实验表明,随着NaBH4加入量的增大,催化体系的降解率增高,其对催化体系的催化性能起着至关重要的作用;其他条件一定,随着染料初始浓度的增大,催化体系的催化性能下降;循环实验表明,经5次循环之后,其降解率仍高达83.5%,该纳米纤维膜具有一定的循环使用性能.
关键词:
静电纺
,
多尺度结构
,
银纳米粒子
,
PA6纳米纤维膜
,
催化
楠顶
,
黄正宏
,
康飞宇
,
沈万慈
新型炭材料
选取聚丙烯腈和三聚氰胺为碳前驱体和氮前驱体，通过电纺丝和后续的炭化和水蒸气活化过程，制备了一种具有自支撑结构，无需任何导电剂和粘结剂，直接用作电极的用于锂离子电池负极的掺氮多孔炭纳米纤维布。结果表明，此多孔炭纳米纤维布具有无纺交联的纳米纤维形态、独特的微孔结构、较高的比容量(856 mAh·g-1)和较好的功率性能，是一种非常有使用前景的锂离子电池负极材料。
关键词:
电纺丝
,
掺氮
,
自支撑
,
负极
,
多孔炭纳米纤维
张振兴
,
杜鸿达
,
李佳
,
干林
,
郑心纬
,
李宝华
,
康飞宇
新型炭材料
均苯四甲酸二酐和二氨基二苯醚溶解在N,N-二甲基乙酰胺中,室温下聚合为聚酰胺酸。以聚酰胺酸溶液作为前驱体,在20 kV电压下静电纺丝,然后进行350℃热亚胺化处理可得到定向排列的聚酰亚胺纳米纤维,再于900℃炭化、3000℃石墨化,得到均匀连续、定向排列的聚酰亚胺基炭纳米纤维,纤维直径约100 nm。结果表明,聚酰胺酸质量分数为20%的溶液电纺性能最佳,3000℃石墨化处理后的炭纳米纤维具有典型的石墨结构。
关键词:
炭纳米纤维
,
静电纺丝
,
定向排列
顾书英
,
吴琪琳
,
任杰
新型炭材料
通过稳定化、炭化静电纺制的聚丙烯腈(PAN)前驱体纤维制备了直径为100nm～300nm的纳米炭纤维.用扫描电镜(SEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、扫描隧道显微镜(STM)及扫描量热分析法(DSC)研究了纳米炭纤维及其前驱体纤维的形貌及结构.结果表明:纳米炭纤维及其前驱体纤维的直径表现为对数正态分布.静电纺制纤维的环化放热峰移向低温,表明静电纺制纤维可在较低的温度下引发环化.由于静电纺制纤维的粗糙表面及在热处理过程中的收缩行为,在纳米炭纤维表面形成了长度为10nm宽度为5nm的凹坑.
关键词:
纳米炭纤维
,
聚丙烯腈(PAN)
,
静电纺丝,形貌
王晓玲
,
逄增媛
,
柯惠珍
,
李大伟
,
罗磊
,
魏取福
材料科学与工程学报
采用静电纺丝法制备了PVP/In(NO3)3·4.5H2O/Ga(NO3)3·xH2O前驱体纳米纤维,然后经高温煅烧获得了多孔结构的GaInO3无机纳米纤维,并对其光学性能进行了研究.利用扫描电镜(SEM)、热重仪(TGA)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、紫外-可见光谱仪(UV-vis)和荧光分光光度计(PL)对样品的形貌、结构、组分和光学性能进行了表征.结果表明,当硝酸盐与PVP的质量比为20％时,前驱体纳米纤维成型良好;经800℃、900℃和1000℃煅烧4h仍能保持纤维结构,但纤维直径明显减小;当煅烧温度大于或等于900℃时,才生成六角晶系GaInO3;根据UV-vis测试结果计算出800℃、900℃和1000℃煅烧后样品的禁带宽度分别为3.22eV、3.48eV和3.66eV;经250nm光激发后其室温光致发光光谱在496nm处出现较强的蓝绿光发射峰.
关键词:
静电纺
,
GaInO3纳米纤维
,
光学性能
