静电纺丝法制备双组份金属氧化物纳米纤维及其应用

【摘要】金属氧化物纳米材料因其纳米结构特点,具有量子尺寸效应、小尺寸效应、界面或表面效应及宏观量子隧道效应,使其在光电器件、传感器、催化剂、功能复合材料等领域发挥重要作用。静电纺丝技术是以静电力作为牵引力来制备纳米尺度的材料。在静电纺丝过程中,将聚合物前驱体置于高压静电场中,当电场力超过一个临界值后,排斥的电场力将克服液滴的表面张力形成射流并在电场中拉伸,最终在接受装置上形成无纺布状的纳米材料。采用静电纺丝技术制备金属氧化物纳米纤维是近年来研究的热点。本文采用静电纺丝法制备了不同种类金属氧化物纳米纤维以及双组份的金属氧化物复合纳米纤维,并将其应用到介质放电低温等离子体法(DBD)法降解染料的过程中。主要进行了以下工作：以PVP(聚乙烯吡咯烷酮)和PAN(聚丙烯腈)分别与乙酸镍、乙酸锌、草酸铁混合,作为前驱体溶液,采用静电纺丝法制备(PVP/Ni(Ac)2+PAN)、(PVP+PAN/Zn(Ac)2)等纳米纤维膜,确定了最佳纺丝工艺为：电压15-16kV,流量0.6mL/h,针头与接收器间距15cm。静电纺丝所得纤维膜经过高温煅烧,获得ZnO、NiO纳米纤维以及ZnO/NiO、NiO/Fe2O3复合纳米纤维,采用红外光谱分析、X射线衍射分析及扫描电镜等手段进行了表征。确定最佳煅烧工艺为：加热速率15℃/h,煅烧温度600℃,保温时间400min。研究了最佳工艺制得的金属氧化物纳米纤维对(DBD)降解染料废水的促进作用。染料溶液采用50mg/L的罗丹明B溶液。分别处理染液3min,5min,10min,15min,20min,通过吸光度法测试加入金属氧化物前后染料降解率和降解速率。得到结果为,加入本实验制得的金属氧化物纳米纤维,对DBD法降解染料的初始降解速率有一定提升,20分钟内总降解率没有明显提升。
【作者】张潇捷；
【导师】李戎；
【作者基本信息】东华大学，纺织工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】金属氧化物；纳米纤维；氧化锌；静电纺丝；光催化；

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