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《东北师范大学》 2018年
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PAN@PANI@ZnO柔性复合纳米纤维的制备及其光催化性质的研究

朱健  
【摘要】:半导体光催化作为一种绿色的水污染处理技术在节约能源和保护环境方面有着重要的应用前景。ZnO作为一种直接带隙半导体(带隙3.37 eV),具有良好的紫外光吸收性能和合适的能带结构,一直被认为是一种很好的光催化材料。但是通常情况下,ZnO纳米粉体材料作为光催化剂仍然面临着以下问题:第一,在液相光催化反应中容易团聚,减小比表面积,并且反应物悬浮在溶液中,不利于回收;第二,光生电子(e~-)和空穴(h~+)容易复合导致光催化性能下降。针对上述问题,本文通过静电纺丝、原位聚合以及原子层沉积(ALD)方法制备了柔性的ZnO基复合纳米纤维材料,以提高材料的光催化性能和使用性能。论文主要研究内容如下:(1)利用静电纺丝技术制备了聚丙烯晴(PAN)纳米纤维,以此为模板,通过ALD技术制备了PAN@ZnO柔性复合纳米纤维,实现了电纺PAN纳米纤维对ZnO纳米材料的有效固载。形貌和结构测试研究结果表明,ZnO被均匀的沉积到PAN纳米纤维表面形成核壳结构。光催化实验研究表明,随着ALD循环次数的增加,PAN@ZnO复合纳米纤维的光催化活性逐渐增强。PAN@ZnO复合纳米纤维不仅有利于阻止ZnO纳米粉体的团聚,由于其宏观的纤维网毡结构使得材料可以通过自沉降的方式进行回收利用,经过三次循环实验之后,仍然保持较好的光催化活性。(2)以电纺PAN纳米纤维为载体,通过原位聚合的方法制备了PAN@PANI复合纳米纤维;以此为模板,通过ALD技术制备了PAN@PANI@ZnO复合纳米纤维,形成了PAN@PANI@ZnO异质结复合纳米纤维,实现了对ZnO/PANI异质结的固载化。通过改变原位聚合时间和ALD循环次数来改变ZnO/PANI异质结的相对含量。由于ZnO/PANI异质结的存在,能够有效的促进e~-和h~+的分离,因此PAN@PANI@ZnO复合纳米纤维相比于PAN@Zn O和PAN@PANI纳米纤维,光催化活性提高了2.1倍左右。光电流测试研究表明,PAN@PANI@ZnO复合纳米纤维表现出最大的光电流密度,进一步证明了该异质结体系能够更有效的分离电荷。捕获实验研究表明,在光催化反应过程中,h~+、e~-、羟基自由基(·OH)和超氧自由基(·O_2~-)四种活性物种都不同程度的参与了光催化反应,其中e~-起了最主要的作用。由于复合纳米纤维的宏观网毡结构和柔性性能,可以很容易通过自沉降过程进行回收,经过五次循环实验之后仍表现出稳定的光催化活性。
【学位授予单位】:东北师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TQ342.94;O643.36

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘红;邬小凤;李湘奇;王婕;范希梅;;简单低温水浴法合成鳞片状氧化铜/四针状氧化锌晶须复合光催化剂(英文)[J];催化学报;2014年12期
2 贡浩;戴青松;王乐阳;左春雷;缪勤松;;水污染修复的方法研究[J];硅谷;2014年07期
3 黄兵华;张晓飞;宋磊;刘译阳;刘光全;王学彬;;TiO_2光催化水处理技术综述[J];水处理技术;2014年03期
4 张金水;王博;王心晨;;氮化碳聚合物半导体光催化[J];化学进展;2014年01期
5 段芳;张琴;魏取福;施冬健;陈明清;;铋系半导体光催化剂的光催化性能调控[J];化学进展;2014年01期
6 李雪;李世军;樊娟娟;;ZnO纳米材料的制备方法及应用[J];长春大学学报;2013年12期
7 王啸宇;崔杨;陈玫君;;中国水污染现状及防治措施[J];甘肃科技;2013年13期
8 王海涛;刘海滨;崔志强;孙哲;;絮凝沉淀法深度处理造纸废水的研究[J];污染防治技术;2012年04期
9 苗硕;;中国淡水资源现状与保护措施探讨[J];现代商贸工业;2010年17期
10 李抗;黄剑锋;;纳米氧化锌陶瓷材料的制备方法及研究进展[J];陶瓷学报;2010年02期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王健;ZnO纳米材料及核壳结构的制备和光催化性能研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2016年
2 张明义;铋系一维纳米材料的制备及其光催化性质研究[D];东北师范大学;2013年
3 曹铁平;二氧化钛/半导体金属氧化物复合纳米纤维材料的制备及光催化性质研究[D];东北师范大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 孟昱君;电纺ZnO/In_2O_3与InGaZnO_4纳米纤维的制备及其光催化性质研究[D];东北师范大学;2016年
2 丑月辰;氯氧化铋/聚丙烯腈(BiOCl/PAN)复合纳米纤维材料的制备及其光催化性质研究[D];东北师范大学;2014年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘亚男;王瑞霞;杨正坤;杜虹;姜一帆;申丛丛;梁况;徐安武;;Z型复合催化剂g-C_3N_4/V_o-ZnO光催化活性的研究(英文)[J];催化学报;2015年12期
2 胡海峰;唐玉朝;凌先俊;王莹;;组合光源反应条件下Ag/TiO_2催化还原水中硝酸盐[J];安徽建筑大学学报;2015年06期
3 范红艳;;C_3N_4催化剂的制备及光催化性能研究[J];山西化工;2015年06期
4 陈婷;徐彦乔;江莞;江伟辉;刘健敏;谢志翔;;表面活性剂调制合成纺锤结构氧化锌及其发光性能研究[J];陶瓷学报;2015年06期
5 冯昌;邓晓燕;倪晓晓;李卫兵;;碳点修饰多孔ZnO纳米棒增强光催化性能[J];物理化学学报;2015年12期
6 刘红艳;傅敏;李红梅;李晶;周万娇;康万里;;g-C_3N_4的制备及可见光催化性能研究[J];功能材料;2015年22期
7 崔雯;李茴;孙艳娟;董帆;何詠基;吴忠标;;石墨型C_3N_4在泡沫陶瓷表面的原位负载及可见光催化空气净化应用[J];科学通报;2015年33期
8 黄启同;林小凤;李飞明;翁文;林丽萍;胡世荣;;碳量子点的合成与应用[J];化学进展;2015年11期
9 张琴;汪晓凤;段芳;陈明清;;Bi_2MoO_6中空微球的制备及其光催化性能[J];无机化学学报;2015年11期
10 刘智武;蒙媛;刘建锋;;臭氧/TiO_2纳米管工艺处理水中2,4-二氯酚的效能研究[J];环境工程;2015年09期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 王丹丹;TiO_2/ZnO微纳米材料及核壳结构的制备与光催化性能研究[D];中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所);2018年
2 马玉花;氧化银基复合水凝胶膜/气凝胶微球的制备及其光催化性能的研究[D];新疆大学;2017年
3 张鑫;硫化铟基复合纳米纤维材料的制备及其光催化性质研究[D];东北师范大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 朱健;PAN@PANI@ZnO柔性复合纳米纤维的制备及其光催化性质的研究[D];东北师范大学;2018年
2 赵程程;Bi_2XO_6/ZnFe_2O_4(X=Mo,W)复合纳米纤维的制备及其光催化性能的研究[D];东北师范大学;2018年
【二级参考文献】
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1 吴素贞;邓赞红;董伟伟;方晓东;;氧化锌基发光二极管的研究进展[J];材料导报;2013年01期
2 仇洪波;刘邦武;夏洋;李惠琪;陈波;李超波;万军;李勇;;原子层沉积技术研究及其应用进展[J];微纳电子技术;2012年11期
3 郑华荣;张金水;王心晨;付贤智;;二氨基马来腈共聚合改性氮化碳光催化剂[J];物理化学学报;2012年10期
4 吴德智;范希梅;田轲;代佳;刘花蓉;;硫化亚铜/四针状氧化锌晶须异质结的多元醇法制备及光催化性能(英文)[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2012年07期
5 李金华;李静;方铉;王晓华;魏志鹏;;基于柔性衬底的ZnO葡萄糖酶电极制备及特性(英文)[J];物理化学学报;2012年06期
6 郭庆春;何振芳;李力;李海宁;;BP人工神经网络模型在太湖水污染指标预测中的应用[J];南方农业学报;2011年10期
7 秦杰明;田立飞;赵东旭;蒋大勇;曹建明;丁梦;郭振;;一维氧化锌纳米结构生长及器件制备研究进展[J];物理学报;2011年10期
8 邹彩琼;贾漫珂;曹婷婷;罗光富;黄应平;;纳米ZnO的制备、改性及光催化研究进展[J];内蒙古师范大学学报(自然科学汉文版);2011年05期
9 李金铠;;中国能源结构:特征与优化[J];中国市场;2011年33期
10 赖联兴;张静;;光催化-生化耦合工艺废水处理技术的应用研究现状[J];广东化工;2009年09期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 叶林静;ZnO基磁性光催化材料的制备及其降解四环素类抗生素的研究[D];长安大学;2014年
2 孙发哲;纳米ZnO及复合物的可控制备与光催化性能研究[D];华中科技大学;2013年
3 谢炜;ZnO及其复合物的光催化性能的研究[D];武汉理工大学;2012年
4 来佑磊;不同形貌的纳米ZnO材料的控制合成及其光催化性能研究[D];天津大学;2012年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 Hong Guo;Xin Li;Ziyi Wang;Bao'an Li;Jixiao Wang;Shichang Wang;;Thermal conductivity of PVDF/PANI-nanofiber composite membrane aligned in an electric field[J];Chinese Journal of Chemical Engineering;2018年05期
2 Afarin Bahrami;Kasra Behzad;Nastaran Faraji;Alireza Kharazmi;;Thermal Characteristics of PVA-PANI-ZnS Nanocomposite Film Synthesized by Gamma Irradiation Method[J];Chinese Physics Letters;2018年11期
3 张然然;钱俊;YE Shuangli;ZHOU Yihua;ZHU Ziqiang;;Synthesis and Enhanced Electrochemical Activity of Ag-Pt Bimetallic Nanoparticles Decorated MWCNTs/PANI Nanocomposites[J];Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science);2018年05期
4 Li Jinjin;Liu Yang;Li Kunyang;Bao Shujuan;;Immobilization of PANI on Mesoporous Carbon:Preparation and Supercapacitor Performance[J];Transactions of Nanjing University of Aeronautics and Astronautics;2018年04期
5 Yongming Fu;Haoxuan He;Tianming Zhao;Yitong Dai;Wuxiao Han;Jie Ma;Lili Xing;Yan Zhang;Xinyu Xue;;A Self-Powered Breath Analyzer Based on PANI/PVDF Piezo-Gas-Sensing Arrays for Potential Diagnostics Application[J];Nano-Micro Letters;2018年04期
6 Gunjana Chaudhary;Ashok K.Sharma;Preetam Bhardwaj;Kamal Kant;Indu Kaushal;Ajay K.Mishra;;NiCo_2O_4 decorated PANI–CNTs composites as supercapacitive electrode materials[J];Journal of Energy Chemistry;2017年01期
7 Md.Amir;U.Kurtan;A.Baykal;H.S?zeri;;MnFe_2O_4@PANI@Ag Heterogeneous Nanocatalyst for Degradation of Industrial Aqueous Organic Pollutants[J];Journal of Materials Science & Technology;2016年02期
8 ;Synthesis and supercapacitor characteristics of PANI/CNTs composites[J];Chinese Science Bulletin;2010年11期
9 ;Preparation of Surfactants Directed PANI/In_2O_3 Nanocomposite Thin Films and Its NH_3-Sensing Properties[J];Journal of Electronic Science and Technology;2010年02期
10 ;Preparation,Characterization and Comparative NH_3-sensing Characteristic Studies of PANI/inorganic Oxides Nanocomposite Thin Films[J];Journal of Materials Science & Technology;2010年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 Siyu Wang;Yini Li;Jie Wang;王韶旭;Quan Shi;Zhicheng Tan;;A new evidence for the interaction between the two components in PANI/La composites[A];中国化学会第六届全国热分析动力学与热动力学学术会议论文集[C];2017年
2 Qiaohui Fan;Yunbo Yang;Yu Kai Hao;Xiaolan Zhao;Yongjin Feng;;Preparation of three-dimensional PANI/GO for the separation of Hg(Ⅱ)from aqueous solution[A];中国科学院地质与地球物理研究所2015年度(第15届)学术论文汇编——兰州油气资源研究中心[C];2016年
3 Yuanhui Huang;Wei Pan;Weihua Chen;Liwei,Mi;;PANI-assisted fabrication of NiCo_2O_4/PANI electrode material with enhanced performance for asymmetric supercapacitor[A];河南省化学会2016年学术年会论文摘要集[C];2016年
4 CAO Yu;ZHANG Hai-rui;WANG Ji-xiao;GAO Xing-bin;WANG Zhi;;Preparation of PANI/VER protective coatingand its toughening research[A];第八届中国功能材料及其应用学术会议摘要[C];2013年
5 李瑞琪;陈征;郭青;;PANI导电复合材料的制备及其产热规律研究[A];2013年全国高分子学术论文报告会论文摘要集——主题G:光电功能高分子[C];2013年
6 ;Polyaniline-Co_(0.5)Zn_(0.5)La_(0.1)Fe_(1.90)O_4 Composites in the 8.2-12.4GHz Frequency Range[A];中国颗粒学会超微颗粒专委会2011年年会暨第七届海峡两岸超微颗粒学术研讨会论文集[C];2011年
7 Shuya Gao;Pei Dong;Jian Liu;Li Zhang;Shaokui Cao;;Pulse-electropolymerization of polyaniline in 3D graphene hydrogel for high-performance supercapacitor[A];河南省化学会2016年学术年会论文摘要集[C];2016年
8 尹剑波;赵晓鹏;;含有石墨烯/PANI片层悬浮液的电流变行为[A];中国化学会第28届学术年会第18分会场摘要集[C];2012年
9 汪民霞;云虹;黄国全;钱超;焦雯雯;徐群杰;;PVP-PANI复合膜在碱性环境中的防腐性能[A];腐蚀与防护(2018年增刊)[C];2018年
10 ;Thermal Stability of Several Polyaniline/rare Earth Oxide Composites(Ⅲ):Polyaniline/Nd_2O_3 Composites[A];中国化学会成立80周年第十六届全国化学热力学和热分析学术会议论文集[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 ;发布新型专利技术 提供实用技改方案[N];中国化工报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 田野;金属氧化物半导体化学传感器检测环境有毒气体[D];北京化工大学;2018年
2 朝洁;化学改性与石墨烯负载对MoS_2超电容性能的影响[D];华南理工大学;2018年
3 俞俭;复合酸掺杂聚苯胺功能织物制备及性能研究[D];江南大学;2018年
4 熊善新;采用模板法制备有序排列的聚苯胺复合微管和微丝的研究[D];四川大学;2004年
5 钟文斌;2,3维纳/微米结构聚苯胺的设计与合成[D];北京化工大学;2005年
6 陶勇;含有聚苯胺的水凝胶的性能研究[D];东华大学;2005年
7 房晓红;聚苯胺/碳复合材料的制备及去除水中重金属的性能研究[D];大连理工大学;2013年
8 邵亮;聚苯胺及其复合材料的制备及功能性和可加工性研究[D];兰州大学;2011年
9 张亚;酶促苯胺类单体聚合及应用[D];江南大学;2017年
10 颜海燕;纳米聚苯胺及其复合材料的设计、制备与性能研究[D];西北工业大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 袁硕;聚苯胺基催化剂催化某些有机反应[D];宁夏大学;2018年
2 刘文鑫;聚苯胺纳米纤维/低密度聚乙烯复合材料的介电性能[D];哈尔滨理工大学;2018年
3 朱健;PAN@PANI@ZnO柔性复合纳米纤维的制备及其光催化性质的研究[D];东北师范大学;2018年
4 叶瑾;柔性聚苯胺基导电水凝胶的制备及其性能研究[D];江南大学;2018年
5 聂清欣;SiO_2/PANI复合柔性纳米纤维的制备及其氨敏性能研究[D];江南大学;2018年
6 金磊;聚苯胺基羧基化CeO_2复合材料的制备及电化学性能研究[D];昆明理工大学;2018年
7 吴雪媛;碳掺杂型烧绿石的制备及其可见光降解性能的研究[D];山东大学;2018年
8 孙君;羟基磷灰石基无酶葡萄糖生物传感器的研究[D];东北大学;2015年
9 杨艳芳;靶向抗癌药物体系制备及其联合近红外热疗抗癌活性初步研究[D];广西医科大学;2018年
10 胡伟;不同酸掺杂Pd/PANI纳米复合材料的制备与表征[D];安徽理工大学;2018年
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