基于靜電紡絲技術(shù)制備二氧化硅納米管及其應(yīng)用研究.pdf

1、一維納米管狀纖維材料因其獨(dú)特的表面效應(yīng)和良好的尺寸穩(wěn)定性而在光電器件、催化劑載體、能源、生物醫(yī)藥等方面有著廣泛深入的應(yīng)用。作為一種重要的無機(jī)材料，二氧化硅納米管(SNTs)因其較大的長徑比、極高的比表面積、良好的熱穩(wěn)定性、優(yōu)異的生物相容性及表面易修飾等特點(diǎn)而在諸多領(lǐng)域顯示出巨大的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)模板法制備的SNTs效率較低且制備成本偏高，而靜電紡絲技術(shù)可有效避免這些缺陷。在本論文中，我們基于該技術(shù)制備SNTs并對其形貌進(jìn)行調(diào)控，同時研究了

2、其形成機(jī)理。進(jìn)一步地，分別將其作為催化劑載體和重金屬吸附劑，研究其在有機(jī)染料降解和重金屬離子吸附等方面的應(yīng)用。
　　在靜電紡絲過程中，通過有效調(diào)節(jié)紡絲前驅(qū)體原料組分和技術(shù)參數(shù)可控制其中的溶劑揮發(fā)和相分離變化。當(dāng)溶劑揮發(fā)占主導(dǎo)地位時，通過場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)和透射電子顯微鏡(TEM)表征發(fā)現(xiàn)得到了尺寸均一沒有明顯串珠、溶并等形貌的中空電紡C2H5OH/PVP/TEOS纖維，結(jié)合進(jìn)一步的程序煅燒過程，最終得到大量的SNT

3、s，且其比表面積高達(dá)411.58m2/g。在對SNTs的形貌進(jìn)行調(diào)控的過程中可以發(fā)現(xiàn)，TEOS含量的增加最終會使SNTs的內(nèi)徑增大，同時，伴隨著程序控溫過程中煅燒速率的變大，SNTs的內(nèi)徑與壁厚的比值(D/T)變小。
　　以SNTs為催化劑載體，通過溶劑熱法在其表面負(fù)載TiO2納米粒子，從而合成TiO2/SNTs異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料。TEM測試和N2吸附-脫附研究結(jié)果表明合成的TiO2/SNTs異質(zhì)結(jié)構(gòu)材料具有明顯的孔狀結(jié)構(gòu)，且比表面積達(dá)

4、到279.31m2/g。另外，該材料對羅丹明6G具有良好的催化降解效果，在90min內(nèi)可將該染料降解90％以上，且還可以循環(huán)利用。
　　利用二苯卡巴肼(SD)通過溶劑-非溶劑法對SNTs進(jìn)行修飾得到SD-SNTs，以SNTs和SD-SNTs為吸附劑研究其在吸附Pb(Ⅱ)等重金屬離子方面的應(yīng)用。研究表明，SNTs和SD-SNTS對Pb(Ⅱ)的吸附量分別高達(dá)42.85和64.70mg/g。隨著pH值的減小，SNTs和SD-SNTs吸附