基于靜電紡絲技術制備二氧化硅納米管及其應用研究.pdf

1、一維納米管狀纖維材料因其獨特的表面效應和良好的尺寸穩(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用。作為一種重要的無機材料，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而在諸多領域顯示出巨大的應用前景。傳統(tǒng)模板法制備的SNTs效率較低且制備成本偏高，而靜電紡絲技術可有效避免這些缺陷。在本論文中，我們基于該技術制備SNTs并對其形貌進行調控，同時研究了

2、其形成機理。進一步地，分別將其作為催化劑載體和重金屬吸附劑，研究其在有機染料降解和重金屬離子吸附等方面的應用。
　　在靜電紡絲過程中，通過有效調節(jié)紡絲前驅體原料組分和技術參數可控制其中的溶劑揮發(fā)和相分離變化。當溶劑揮發(fā)占主導地位時，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，結合進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411.58m2/g。在對SNTs的形貌進行調控的過程中可以發(fā)現，TEOS含量的增加最終會使SNTs的內徑增大，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載TiO2納米粒子，從而合成TiO2/SNTs異質結構材料。TEM測試和N2吸附-脫附研究結果表明合成的TiO2/SNTs異質結構材料具有明顯的孔狀結構，且比表面積達

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用。研究表明，SNTs和SD-SNTS對Pb(Ⅱ)的吸附量分別高達42.85和64.70mg/g。隨著pH值的減小，SNTs和SD-SNTs吸附