DOI: S1872-2067(19)63470-4

分层结构的纳米材料由于其独特的性能而备受关注。在这项研究中，通过静电纺丝技术制备了由纳米片（TiO2-NFs-NSs）组装而成的TiO2纳米纤维，然后在NaOH溶液中进行水热处理。系统地研究了水热反应时间（0-3h）对TiO2纳米纤维（TiO2-NFs）的结构和性能的影响，并从TiO2-NFs对丙酮光催化氧化的光催化活性和染料敏化太阳能电池的光电转换效率等方面对其进行了评价。研究发现：（1）在NaOH溶液中对TiO2-NFs进行水热处理，然后进行酸洗和煅烧，形成了TiO2-NFs-NSs。（2）将水热反应时间从0h延长到3h，TiO2-NFs-NSs（T3.0样品）的BET表面积增加了3.8倍（从28到106 m2 g-1），而孔体积增加6.0倍（从0.09到0.54 cm3 g-1）；（3）与原始TiO2-NFs（T0样品）相比，优化后的TiO2-NFs-NSs对丙酮氧化的光反应性提高了3.1倍，光电转换效率提高了2.3倍。TiO2-NFs-NSs的光反应性增强归因于BET表面积的增加和孔体积的增加，这有利于基质的吸附和气体的渗透，以及TiO2-NFs-NSs的独特中空结构，有利于通过TiO2纳米片之间的多次光学反射进行光的收集。

图1.TiO2-NFs（T0样品）在NaOH溶液中处理之前的SEM图。

图2.T0.5（a，b），T1.0（c，d），T1.5（e），T2.0（f），T2.5（g）和T3.0（h）样本的TiO2纳米纤维的SEM图像。箭头表示TiO2纳米粒子的存在。

图3.在NaOH溶液中处理之前（a，b）和之后（c，d）的TiO2-NFs的TEM（a，c）和高分辨率TEM图像（b，d）。

图4.在NaOH溶液中处理之前（a）和之后（b），在盐酸溶液中洗涤（c）和随后煅烧（d）的TiO2-NFs样品的元素图。

图5.TiO2纳米纤维光催化剂的XRD图谱，以及锐钛矿型TiO2的预期峰。

图6.光催化剂的氮吸附-解吸等温线和相应的孔径分布曲线（插图）的比较。

图7.丙酮的光催化氧化曲线（A）和不同光催化剂之间的光反应性比较（B）。

图8.光催化剂的紫外可见漫反射光谱（A）和PL光谱（B）。

图9.原始TiO2-NFs（T0样品）和分层TiO2-NFs-NSs（T3.0样品）之间的瞬态光致发光光谱比较。条件：λex=310 nm，λem=410 nm。

图10.光催化剂的光电流。

图11. TiO2纳米纤维基光阳极DSSCs的电流-电压曲线。

图12.敏化剂吸附后，TiO2-NFs膜电极的紫外可见漫反射光谱。