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氮掺杂氧化石墨烯-TiO2/PAN复合纳米纤维膜的制备

产品手册    2021-12-07 10:45

随着现代社会的进步,染料工业废水对人类身体健康和社会安全产生了极大的威胁,如果废水不经处理或未达标排放,会造成水体中含氧量下降,水中生物大面积死亡,破坏生态环境甚至经食物链把有害物质传递到人体等严重问题。传统的废水处理方法有物理吸附法、化学法及生物法3种,但缺点是处理难度大,成本高,二次污染及降解不彻底等。光催化技术是目前广泛应用的一种无污染净化技术,也是未来解决环境问题的主要技术之一。二氧化钛因为具有光稳定性好、价格低廉、无毒无害、光照寿命长等优点,是一种应用范围广泛的光催化剂。

 

1 实验

1.1实验材料

纳米TiO2粉末,亚甲基蓝,无水乙醇,聚丙烯腈,石墨粉,N,N-二甲基乙酰胺。

 

1.2 实验仪器

超声处理器,氙灯,高速离心机;比表面积及孔径分析仪;紫外分光光度计;静电纺丝机;场发射扫描电镜;恒温加热磁力搅拌器;X射线衍射。

 

1.3  NG-TiO2/PAN光催化纤维的制备

1.3.1 NG-TiO2的制备

采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯,首先将石墨粉加入到浓H2SO4中,置于冰水浴中充分搅拌反应,将高锰酸钾粉末缓慢加入上述均匀混合溶液中反应,经过持续超声处理,多次缓慢加入去离子水反应,最后加入少量去离子水终止反映。随后加入稀释过的H2O2,待溶液中无气泡生成#进行酸洗和

水洗直至呈滤液为中性,进行干燥,制得GO样品。

再通过一步水热法合成NG。首先,将制备好的GO分散在去离子水中,得到的氧化石墨烯水溶液,接着,将尿素缓慢加入到GO分散液中,进行超声处理。然后,将混合溶液加入反应釜中,并在水热反应完成后,待反应釜冷却至室温后,混合液使用去离子水离心洗涤,收集并干燥备用。

 NG-TiO2通过一步水热法制备,首先称取不同质量的NG,然后将称量好的NG及TiO2粉末,转移至去离子水中,进行超声处理,将混合溶液置于反应釜中,进行反应。然后,水洗、乙醇洗多次,高速离心收集产物。将收集到的样品在真空烘箱干燥备用。

 

1.3.2 NG-TiO2/PAN光催化纤维膜的制备

首先将 NG-TiO2置于DMAC中。进行超声处理,然后缓慢加入称量好的PAN、NG-TiO2,该混合溶液在持续剧烈搅拌,可以得到分散均匀的静电纺丝液,将该溶液冷却至室温,然后进行静电纺丝,制备出具有一定厚度的 NG-TiO2/PAN复合纳米光催化纤维膜。

 

图1 各种材料的SEM照片。