Page 70 - 《精细化工》2020年第12期

·2432· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

PMMA 的光学性能有明显影响，即增加 PA-6/PMMA 活性 [41] 。而径向排列的一维 TiO 2 纳米纤维结构更可
纳米复合材料取向度可以提高其本身透明度。 以为其提供优异的光催化活性，对罗丹明 B 表现出
SAVEH-SHEMSHAKI 等 [39] 以聚乙烯醇（PVA）（质 优异的降解效果 [42] 。WANG 等 [43] 利用平行板电极
量分数 12%）和 Cu(CH 3 COO) 2 （质量分数为 6%或 法加上辅助电极改进静电纺丝装置，获得了排列整
12%）为前体，制备出含铜纳米纤维的电纺纳米纤维 齐的高取向 TiO 2 纳米纤维膜，并对膜的光电化学和
膜〔PVA/Cu(CH 3 COO) 2 〕，并研究取向（A）和随机 光催化性能进行了表征。如图 11a 所示，在浓度为
（R）结构下纤维膜的透光性能，用漫反射光谱 1 mol/L Na 2 SO 4 电解质光照条件下取向 TiO 2 纳米纤
（DTS）对制备的纳米纤维膜进行表征，如图 10 所 维（A-TiO 2 ）的平均电流密度约是无取向 TiO 2 纳米
示。尽管 Cu(CH 3 COO) 2 （质量分数为 6%或 12%）和 纤维（N-TiO 2 ）的 2 倍，说明 A-TiO 2 纳米纤维上的
推进速度（0.125 或 0.500 mL/h）不同，但取向 PVA/ 光电化学性更好，原因是取向结构减少了纤维与纤
Cu(CH 3 COO) 2 （A/12%-6%/0.500）纳米纤维膜的透 维之间的重叠面积，提高了电荷转移效率，并使光
光率明显高于另外 2 种随机 PVA/Cu(CH 3 COO) 2 纳 生电子重组最小化。对比 A-TiO 2 和 N-TiO 2 对罗丹
米纤维膜 R1/12%-6%/0.500 和 R2/12%-12%/0.125。 明 B（RhB）水溶液催化降解效率，发现 N-TiO 2 对
RhB 的降解率为 84.40%，而 A-TiO 2 对 RhB 的降解
率达到了 95.40%（图 11b），取向 TiO 2 纳米纤维显
著改善了光催化性能。

图 10 A/12%-6%/0.500、R1/12%-6%/0.500 和 R2/12%-
12%/0.125 的 PVA/Cu(CH 3 COO) 2 的 DTS 图 [39]
Fig. 10 DTS results of random and aligned samples, A/12%-6%/
0.500, R1/12%-6%/0.500 and R2/12%-12%/0.125 [39]

以 Cu(CH 3 COO) 2 和 PVA 为前体，制备出含有铜
纳米纤维的电纺纳米纤维层〔PVA/Cu(CH 3 COO) 2 〕，
并研究了取向和随机取向纳米纤维层的透光性能，
用 DTS 对制备的样品进行表征，如图 10 所示。尽
管 Cu(CH 3 COO) 2 含量和推进速度不同，但 取向
PVA/Cu(CH 3 COO) 2 纳米纤维层的透光率明显高于
另外两种随机取向 PVA/Cu(CH 3 COO) 2 纳米纤维层。
上述结果证明了纳米纤维取向度的增加使其透
图 11 N-TiO 2 和 A-TiO 2 纳米纤维在浓度为 1 mol/L Na 2 SO 4
光率提高，原因是电纺过程中增加拉伸程度导致纤 电解质条件下的平均电流密度（a）和对 RhB 的降
维直径变小，膜的厚度变薄，并且形状均匀。而随 解效率（b） [43]
机取向纳米纤维透光率低，是由于纤维层堆积密度 Fig. 11 Average current density of N-TiO 2 and A-TiO 2
较高、膜层较厚和形状不均匀造成的。通过制备取 nanofibers in 1 mol/L Na 2 SO 4 electrolyte (a) and the
[43]
degradation efficiency of RhB (b)
向纤维来增加透光率，可以扩大纳米纤维在组织工
程、传感器等领域的应用范围。 3 取向纳米纤维的应用
纤维取向也是提高纳米纤维光催化性能的重要
因素之一。TiO 2 和 ZnO 是常见的纳米颗粒，在水中 电纺纳米纤维具有比表面积大、导电性及力学
具有高的光催化性能，对有机染料具有良好的降解 性能良好等特点，而通过取向方法制备的纤维性能
效率 [40] 。一维 ZnO 纳米棒与纤维轴平行排列，使得 得到进一步提升。近年来，随着取向纳米纤维制备
TiO 2 /ZnO/PAN 复合纳米纤维膜显示出更好的催化 方法的不断改进和性能的增强，许多文献表明，取