Chemosphere：金修飾TiO2納米纖維雜化體的構建及其太陽能驅動光催化降解染料污染物的

 DOI:10.1016/j.chemosphere.2020.129114

TiO2基納米材料是降解有機染料污染物最有前途的光催化劑之一。在這項工作中，通過靜電紡絲技術制備了Au-TiO2納米纖維，然后在500℃下的空氣中對其進行煅燒。形態和結構分析表明，該復合材料由TiO2納米纖維和嵌入其中的Au納米粒子組成，金納米粒子廣泛分布在整個TiO2多孔纖維結構中。研究了在太陽模擬器照射下，Au-TiO2納米纖維對羅丹明B和亞甲基藍的光催化性能。與原始TiO2納米纖維相比，Au-TiO2納米纖維表現出更好的光催化降解效率。Au納米粒子在可見光譜范圍內的等離子體共振吸收和Au-TiO2雜化物異質結處的有效電荷分離是導致光催化活性顯著提高的關鍵因素。本研究證實了Au-TiO2電紡納米纖維作為太陽光響應型光催化劑在有效去除水生環境中的染料污染物方面具有廣闊的應用前景。

圖1.示意圖顯示了Au修飾TiO2納米纖維的制備及其作為高效光催化劑在太陽光下降解污染物的用途。

圖2.（a）原始TiO2納米纖維（黑色），Au-TiO2納米纖維（藍色）和預煅燒Au-TiO2納米纖維（紅色）的XRD圖譜。還顯示了Au（粉紅色）和銳鈦礦型TiO2（綠色）的XRD圖譜。（b-c）煅燒前和煅燒后Au-TiO2納米纖維的SEM圖像。（d）煅燒后Au-TiO2納米纖維的EDX光譜。

圖3.（a-c）Au-TiO2納米纖維和（d-f）原始TiO2納米纖維的TEM圖像。（c）中的紅色箭頭用于突出顯示其中一個嵌入的Au納米粒子。（g）代表性Au-TiO2納米纖維的HAADF-STEM圖像。還顯示了（h）Au，（i）Ti和（j）O的EDX元素圖，對應于（g）中的圖像。

圖4.原始TiO2納米纖維（黑色）、5-nm的Au納米粒子（紅色）和Au-TiO2納米纖維（藍色）的UV-Vis吸收光譜。插圖顯示了三個樣品的水分散體照片。

圖5.在太陽光照射下，原始TiO2納米纖維和Au-TiO2納米纖維光催化降解（a-c）RhB和（d-f）MB的光催化性能比較。（a，b）和（d，e）中的插圖顯示在原始TiO2納米纖維和Au-TiO2納米纖維存在下，當太陽模擬器照射粉紅色RhB溶液和藍色MB溶液時觀察到隨時間推移的顏色變化。

圖6.利用Au-TiO2納米纖維雜化物作為光催化劑，太陽能驅動光催化降解有機染料污染物的原理圖。

圖7.（a）在太陽光照射下，使用再生Au-TiO2納米纖維光催化降解RhB。（b）在使用的第一個和第二個循環中，Au-TiO2納米纖維的光催化RhB降解速率。