靜電紡絲制備Au/TiO2網絡狀納米纖維作為可見光催化劑

DOI：10.1038/s41598-019-44422-w

開發具有低成本，高反應活性和易于回收的巨大潛力的光催化劑，以徹底消除有毒化學物質和環境修復。在這項工作中，作者先使用一種簡便的靜電紡絲技術，然后在空氣中煅燒，制備出Au / TiO2網絡狀納米纖維。光催化測試表明，Au / TiO2網絡狀納米纖維在紫外線、可見光和自然光輻射下，對若丹明B（RB）具有出色的光降解能力。增強的光催化活性可歸因于Au納米粒子的等離子體共振吸收，并且Au / TiO2異質結結構有效地分離了光生電子和空穴。此外，三維網絡結構可以為RB降解提供大量的活動站點。

圖1.純TiO₂納米纖維和Au / TiO₂納米纖維的Au（5）/ TiO₂，Au（10）/ TiO₂和Au（15）/ TiO₂的XRD圖。

圖2.（a，b）具有不同放大倍數的純TiO₂的SEM圖像（c）樣品Au（10）/ TiO₂的SEM圖像，插圖（c）顯示更高的放大倍率; （d，e）樣品Au（10）/ TiO₂具有不同放大倍數的TEM圖像; （f）樣品Au（10）/ TiO₂的HRTEM圖像。

圖3.純TiO₂納米纖維，Au（5）/ TiO₂納米纖維，Au（10）/ TiO₂，Au（15）/ TiO₂納米纖維的歸一化UV-Vis漫反射光譜。

圖4.（a）在黑暗中以及在紫外線可見光照射下不存在納米纖維光催化劑的情況下，純TiO₂納米纖維，Au（5）/ TiO₂納米纖維，Au（10）/ TiO₂和Au（15）/ TiO₂納米纖維的RB的光降解速率（b）在可見光照射下（300 mw / cm²），不同納米纖維的RB的光降解速率；（c）不同納米纖維在可見光下RB降解的動力學線性模擬曲線。

圖5.（a）自然光照射（15mw / cm²）下純TiO₂納米纖維和Au（10）/ TiO₂納米纖維的RB溶液的光降解速率；（b）Au（10）/ TiO₂納米纖維對RB溶液的光催化活性，其循環使用次數為3次。

圖6.（a）一系列清除劑對RB對Au（10）/ TiO₂納米纖維的降解效率的影響。空白，草酸銨（AO），苯醌（BQ），異丙醇（IPA）（照明時間t = 150min）。（b）Au / TiO₂納米纖維的光降解機理示意圖。