DOI: 10.1016/j.colsurfa.2021.126359
本研究在靜電紡絲制備的交聯聚丙烯酸（PAA）-聚乙烯醇（PVA）納米纖維上原位生長H3PW12O40（PW12）@UiO-66晶體，成功制備了穩定的金屬-有機骨架（MOF）納米纖維膜（NFM）。利用高角度環形暗場掃描透射電子顯微鏡（HAADF-STEM），傅立葉變換紅外光譜（FT-IR），粉末X射線衍射（XRD）和X射線光電子能譜（XPS）等表征手段，證實了在PAA-PVA NFM上PW12@UiO-66晶體的結晶度和結構均保持良好。所制備的PAA-PVA/PW12@UiO-66 NFM可用作光催化劑，同時光催化降解水溶液中的甲基橙（MO）和甲醛（FA）。其可能的機理是電子通過PAA-PVA/PW12@UiO-66 NFM從FA轉移至MO，使MO的光降解由還原途徑驅動。同時，FA由于電子的損失而被氧化。PAA-PVA/PW12@UiO-66 NFM具有良好的穩定性和可重復使用性，這主要是因為部分交聯的PAA-PVA NFM能夠提供足夠的羧基以錨定PW12@UiO-66顆粒。由于每個光催化循環后無需對電紡NFM進行分離處理，因此與粉末狀MOFs光催化劑相比，PAA-PVA/PW12@UiO-66 NFM的再利用可以更方便、快捷地進行。這項工作對基于靜電紡絲的MOFs NFMs光催化劑的設計和有機污染物廢水的綜合處理具有一定的指導意義。
圖1.PAA/PVA NFM（a）和具有不同交聯時間的PAA-PVA NFMs的SEM圖像：（b）30s，（c）60s和（d）120s。
圖2.PW12@UiO-66晶體（a）和具有不同MOF晶體生長時間的PAA-PVA/PW12@UiO-66 NFMs的SEM圖像：（b）3分鐘，（c）9分鐘和（d）15分鐘。
圖3.PAA-PVA/PW12@UiO-66納米纖維的EDS光譜（a），以及HAADF-STEM圖像和元素映射（b）。
圖4.PW12@UiO-66晶體、PAA-PVA NFM和PAA-PVA/PW12@UiO-66 NFM的FT-IR光譜（a）和PXRD圖（b）。
圖5.PAA-PVA/PW12@UiO-66 NFM的XPS光譜：（a）C1s掃描，（b）O1s掃描，（c）Zr3d掃描和（d）W4f掃描。
圖6.PAA-PVA/PW12@UiO-66 NFM的N2吸附-解吸等溫線（a）和表面水的動態測量（b）。
圖7.（a）對照實驗。（b）PAA-PVA/PW12@UiO-66 NFM（PW12@UiO-66負載率為20.2％，3mL FA）催化MO的UV-vis光譜與光反應時間的關系。（c）在具有不同FA含量的MO溶液中MO光催化降解的降解率和（d）動力學線性模擬曲線。
圖8.MO在具有不同（a）交聯時間和（b）MOF晶體生長時間的PAA-PVA/PW12@UiO-66 NFM上的降解率（FA的體積為3mL）。
圖9.（a）PAA-PVA/PW12@UiO-66 NFM在5次循環使用中的MO光催化降解性能。（b）經過5個循環的實驗后，PAA-PVA/PW12@UiO-66 NFM的PXRD圖和（c）SEM圖像。（d）膜催化劑去除試驗。
圖10.PAA-PVA/PW12@UiO-66 NFM同時降解MO和FA的可能光催化機理。
微信二維碼
