靜電紡絲技術制三氧化鎢納米纖維

近年來,隨著工業化進程的發展和人們生活水準的迅速提高,環境污染問題成為目前人類面臨的主要難題,尤其是水體污染,越來越多的引起大家的關注。水體污染源中,工業廢水占很大一部分,因其顏色深,毒性強,很難處理。

氧化鎢(WO3)是一種間接帶隙n型半導體材料,其禁帶寬度是2.2~2.8eV,對於可見光有很好的吸收,因此是一種非常具有發展潛力的半導體光催化劑。常用的作法,在半導體光催化劑中摻入金屬離子,通過IFCT效應可明顯抑制電子-空穴對的複合,可以大幅提高光催化劑的催化活性。

静电纺丝技术制三氧化钨纳米纤维图片

靜電紡絲技術是一種用於快速簡單製備納米纖維的方法,製造裝置簡單、紡絲成本低廉、可紡物質種類繁多,不僅在實驗室研究方面有很大的進展,產業化潛力也非常巨大。因此靜電紡絲法批量製備三氧化鎢納米纖維並將其用作光催化劑,具有很大的工業價值和社會意義。

根據現有技術中三氧化鎢納米纖維作為催化劑中催化活性的不足,研究人員設計了一種微量鐵摻雜的三氧化鎢納米纖維光催化劑的製備方法。方法的設計內容如下:

將3.5g市售的偏鎢酸銨溶於10ml去離子水中,加入分子量為1300000的聚乙烯吡咯烷酮(PVP),加入量為1g,攪拌至溶液呈均勻透明後得到前驅體溶液;隨後通過單軸靜電紡絲法,電壓20KV,接收距離15cm,推進速度0.02ml/min,得到白色布狀初紡纖維;將初紡纖維置於管式爐中抽真空600℃煆燒,升溫速度3℃/min,保溫0.5小時,自然冷卻至室溫,得到三氧化鎢納米纖維。配製0.03g/L的FeCl3溶液,取50ml加入0.5g氧化鎢納米纖維,在加熱臺上以 85℃浸泡3小時後過濾,最後在110℃鼓風乾燥箱中乾燥5小時,得到微量鐵摻雜的三氧化鎢納米纖維。

結合靜電紡絲技術和浸漬法,成本低廉,採用水作為溶劑,綠色環保,操作簡單,所制得的微量鐵摻雜三氧化鎢並未改變三氧化鎢的網路狀分佈,形貌穩定,直徑分佈均勻,同時極大地提高了三氧化鎢的光催化降解性能。

 

 

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