可磁分离的TiO2基光催化纳米纤维的制备研究
本文第一部分采用静电纺丝法制备了镧-钴取代的M型锶铁氧体Sr1-xLaxFe12-xCoxO19(x=0～0.5)纳米纤维。用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)对样品的成分及形貌进行表征,用振动样品磁强计(VSM)对该纤维进行磁性能研究。结果表明,800℃煅烧后的Sr1-xLaxFe12-xCoxO19(x=0.5)纳米纤维的直径主要分布在80～150 nm;在适当范围内(x≤0.1),La3+-Co2+的掺杂有利于改善锶铁氧体纤维的永磁性能,相应的矫顽力和剩余磁化强度分别为Hc=432.02 kA/m,Mr=28.9 A·m2/kg,与传统溶胶.凝胶法制得的Sr.9La0.1Fel1.9Co0.1O19粉体相比,磁性能有明显的提高。
第二部分采用静电纺丝法制备了TiO2/Mn2O3复合光催化材料。用SEM、TG-DTA、XRD以及紫外-可见分光光度计对纤维进行了表征。结果表明:TiO2/Mn2O3纳米纤维的直径主要分布在100 nm以下,经500℃高温煅烧即可得到TiO2/Mn2O3复合纳米纤维;并且Mn2O3的引入,有效地使TiO2的光响应范围由紫外区拓展到了可见区。
最后两部分是在磁性材料和光催化材料研究的基础上,采用新型双喷丝头静电纺丝技术和sol-gel技术,制备了两种可磁分离的光催化材料——La3+-TiO2/CoFe2O4纳米纤维和TiO2/SrFe12O19纳米球。分别采用XRD、SEM、TEM和VSM对这些可磁分离的光催化材料进行了表征。结果表明,La3+-TiO2/CoFe2O4纳米纤维在紫外.可见光照射2.5 h后,亚甲基蓝(MB)的脱色率可达92％。并且,＜1%La-dopext TiO2＞/CoFe2O4纳米纤维的矫顽力与纯CoFe2O4纳米纤维的矫顽力相仿,说明此材料易于回收,有着较高的磁性。TiO2/SrFe12O19纳米球的直径为300-700 nm,光催化实验证明TiO2/SrFe12O19纳米球具有非常高的光催化性能,2.5 h后对MB的脱色率达到了93%,同样可以用磁铁对催化剂进行回收再利用,避免了二次污染问题。
静电纺丝;二氧化钛;纳米纤维;磁性;光催化性能
北京服装学院
硕士
材料学
李从举
2011
中文
TB383
62
2012-04-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）