DOI:10.1016/j.ultsonch.2020.105343
通過靜電紡絲和超聲輔助電噴霧制備了固定有納米二氧化鈦（TiO2）和氧化石墨烯（GO）的聚丙烯腈（PAN）/β-環糊精（β-CD）復合納米纖維膜。經掃描電子顯微鏡（SEM）、能量色散光譜（EDS）、透射電子顯微鏡（TEM）和X射線衍射（XRD）證實，超聲處理45分鐘后，TiO2和GO更均勻地分散在納米纖維的表面和內部。TiO2和GO的加入減小了纖維直徑，當TiO2與GO的質量比為8:2（PAN/β-CD納米纖維膜為191.10±45.66nm）時，最小纖維直徑為84.66±40.58nm。以陰離子染料甲基橙（MO）和陽離子染料亞甲基藍（MB）為污染物模型，評估了納米纖維膜在自然光照下的光催化活性。研究發現，TiO2/GO質量比為8:2的PAN/β-CD/TiO2/GO復合納米纖維膜對染料的降解效果最佳。MB和MO的降解效率分別為93.52±1.83％和90.92±1.52％。同時，PAN/β-CD/TiO2/GO復合納米纖維膜還表現出良好的抗菌性能，經過3個循環后，MB和MO的降解效率保持在80％以上。總體而言，PAN/β-CD/TiO2/GO納米纖維膜是環保且可重復使用的，具有從工業廢水中去除染料的巨大潛力。
圖1.不同復合納米纖維膜的光學圖像（a1-h1），典型SEM（b2-h2）100000x，（c3-h3）FESEM圖像（超聲時間，45分鐘），以及（d4-h4）不同復合納米纖維膜的纖維直徑分布直方圖，（d5）納米纖維膜的截面圖（TiO2:GO=8:2）。插圖為納米粒子分布和相應的標準偏差（SD）。
圖2.（a）三元體系的典型相圖：聚合物（P）-溶劑（S）-非溶劑（NS）。I.穩定區域。II.亞穩態區域，液液混合區域。III.不穩定區域，固液混合區域。（b）不同納米纖維膜的孔隙率和平均孔徑（超聲時間，45分鐘）。
圖3.PAN/β-CD/GO/TiO2復合納米纖維膜的典型EDS（a-d）圖像（TiO2:GO=8:2，超聲處理時間為45分鐘），以及（e）EDS光譜和元素。
圖4.復合納米纖維膜（TiO2:GO=8:2，（a1-a4）未經超聲處理，（b1-b4）超聲處理45分鐘）的典型TEM圖像。
圖5.GO、TiO2 NPs、PAN/β-CD、PAN/β-CD/GO、PAN/β-CD/TiO2和不同PAN/β-CD/TiO2/GO納米纖維膜（未經超聲處理），以及不同超聲時間下典型PAN/CD/GO/TiO2復合納米纖維膜（TiO2:GO=5:5）的FTIR光譜。
圖6.GO、TiO2 NPs、PAN/β-CD、PAN/β-CD/TiO2、PAN/β-CD/GO和典型PAN/β-CD/GO/TiO2復合納米纖維膜的XRD圖譜（GO:TiO2 NPs=5:5，未經超聲處理）
圖7.（a）PAN/β-CD、PAN/β-CD/TiO2、PAN/β-CD/GO和PAN/β-CD/TiO2/GO的DSC熱譜圖（TiO2:GO=5:5）。（b）由H?引發的自由基環化反應。
圖8.自然光下不同納米纖維膜對（a1）MB和（b1）MO的降解效率；（a2）和（b2）吸附1h后MB和MO溶液的顏色；（a3）和（b3）MB和MO溶液在光催化后的顏色。
圖9.pH值對自然光下PAN/CD/TiO2/GO納米纖維膜（TiO2:GO=8:2，超聲時間：45分鐘）降解（a1）MB和（b1）MO效率的影響。（a2）和（b2）原始溶液的顏色；（a3）和（b3）吸附1h后MB和MO溶液的顏色；（a4）和（b4）MB和MO溶液在光催化后的顏色。
圖10.初始濃度對自然光下PAN/CD/TiO2/GO納米纖維膜（TiO2:GO=8:2，超聲時間：45分鐘）降解（a1）MB和（b1）MO效率的影響。（a2）和（b2）原始溶液的顏色；（a3）和（b3）吸附1h后MB和MO溶液的顏色；（a4）和（b4）MB和MO溶液在光催化后的顏色。
圖11.在自然光下，PAN/CD/TiO2/GO納米纖維膜（TiO2:GO=8:2，超聲時間：45分鐘）對（a）MB和（b）MO的降解效率循環。
圖12.在37℃下孵育24小時后，PAN/β-CD、PAN/β-CD/TiO2、PAN/β-CD/GO和PAN/β-CD/TiO2/GO納米纖維膜對（a）大腸桿菌和（b）金黃色葡萄球菌生長抑制的影響。
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