青島大學崔育倩&龍云澤Carbohydr. Polym.：電紡殼聚糖/g-C3N4/TiO2納米纖維協同吸附/

DOI:10.1016/j.carbpol.2020.117200

采用靜電紡絲技術制備了殼聚糖/g-C3N4/TiO2（CS/CNT）納米纖維，用于吸附和光催化去除Cr（VI）。研究了吸附過程中接觸時間（0-1440min）、pH（1-7）、Cr（VI）初始濃度（20-800mg/L）等關鍵因素的影響。利用800W氙燈模擬可見光，在光化學反應器中進行光催化實驗。在吸附過程中，當pH=2時，殼聚糖（CS）納米纖維、CS/CNT 10:1（CS:g-C3N4/TiO2=10:1）納米纖維和CS/CNT 5:1納米纖維的吸附容量分別為20.8、165.3和68.9mg/g，表明添加g-C3N4/TiO2（CNT）可以顯著增強CS的耐酸性，并擴展其實際應用。在可見光照射下，CS/CNT納米纖維對Cr（VI）的去除效率明顯提高，比純吸附去除率高約50％，這表明CS/CNT納米纖維具有吸附和光催化的有效協同作用。

圖1.CS/CNT納米纖維的合成及其在去除Cr（VI）中的應用示意圖。

圖2.CS/CNT5:1納米纖維的形態特征：（a，b）SEM，（c，d）TEM，（e，f）HRTEM，（g-1）SEM-EDS映射。

圖3.（a）CS/CNT5:1納米纖維的XPS全掃描光譜。（b）CS/CNT5:1納米纖維的C 1s，（c）N 1s，（d）O 1s和（e）Ti 2p XPS光譜。

圖4.（a）XRD圖譜，（b）CS/CNT5:1納米纖維在2θ處30-80°范圍內的XRD圖譜，（c）FT-IR光譜和（d）PL光譜。

圖5.（a）UV-Vis DRS，（b）帶隙能量。

圖6.（a）接觸時間對Cr（VI）吸附的影響。（b）偽一階，（c）偽二階和（d）粒子內擴散的動力學模型。實驗條件：接觸時間=24h，CO=100mg/L，物料用量=0.33g/L。

圖7.（a）pH對Cr（VI）吸附的影響，（b）初始濃度對Cr（VI）吸附的影響，（c）Langmuir等溫線模型，（d）Freundlich等溫線模型。實驗條件：接觸時間=24h，納米纖維用量=0.33g/L。

圖8.（a）在無輻射條件下使用納米纖維去除Cr（VI）的曲線和（b）去除百分比。（c）pH和（d）初始Cr（VI）濃度對使用CS/CNT10:1納米纖維在輻射下去除Cr（VI）的影響。實驗條件：接觸時間=4h，納米纖維用量=1g/L。

圖9.使用CS/CNT10:1納米纖維去除Cr（VI）的循環運行：（a）吸附實驗；（b）光催化實驗。

圖10.去除Cr（VI）的吸附和光催化機理。