J. Polym. Res.：TiO2@木質素基碳納米纖維復合材料的合成及其對亞甲基藍染料的光催

DOI:10.1007/s10965-020-02068-7

通過靜電紡絲和熱處理方法成功制備了具有高光催化效率和優異循環性能的疏水性TiO2/木質素基碳納米纖維（TiO2@CFs）復合材料。FTIR、SEM和EDS分析結果表明，TiO2納米顆粒均勻，牢固地包覆在CFs表面。由于CFs具有良好的疏水性和高電導率，這種獨特的性能賦予了TiO2@CFs復合材料更高的光能利用率和光催化效率，這歸因于它們在溶液上的可浮性、MB的高吸附能力以及光生電子和空穴的低復合性。與市售的TiO2粉末相比，在靜態和氙燈照射下，TiO2@CFs對MB的降解率在30分鐘和15分鐘時分別提高了約2.62和3.02倍。靜態條件下，TiO2@CFs在15分鐘內對MB的降解率達到62.77％，在30分鐘后進一步提高到87.28％。此外，即使以200 RPM的攪拌速度經過四個循環后，MB的去除率也可以達到91.5％。因此，這些獨特的材料結構使其成為一種有前途的光催化材料。

圖1.TiO2@CFs的生產過程

圖2.TiO2@CFs和CFs在四個循環前后的FTIR光譜

圖3.TiO2、TiO2@CFs和CFs的XRD圖

圖4.a-d.催化劑在循環前后的SEM，e-f.TiO2@CFs的TEM

圖5.TiO2@CFs的表征：a.EDS映射和b.表面能譜

圖6.不同催化劑的水接觸角

圖7.四個循環前后TiO2和TiO2@CFs的高分辨率HRTEM圖像

圖8.a.CFs、b.TiO2、c.TiO2@CFs作為降解MB的光催化劑，在水相中以200 RPM的攪拌速度經氙燈輻照30分鐘后的光催化活性。d.不同光催化劑的光催化效率

圖9.氙燈照射下，原始CFs、TiO2和TiO2@CFs樣品對MB的光降解性能和降解速率

圖10.氙燈照射下CFs、TiO2和TiO2@CFs樣品對MB的循環降解效率

圖11.TiO2@CFs光催化改善機理的示意圖