DOI:10.1016/j.jallcom.2020.154673

采用共轭静电纺丝结合后续煅烧工艺，设计并制备了一种新型的[TiO2/C]/[Bi2WO6/C]碳基Janus纳米纤维异质结光催化剂（简称JNHP）。具有独特Janus结构的JNHP有着两面性：一面是对紫外光响应的TiO2/C纳米纤维，另一面是对可见光响应的Bi2WO6/C纳米纤维，从而有效地利用了阳光。JNHP具有良好的光催化制氢和亚甲基蓝（MB）降解双重功能。在可见光和模拟太阳光照射下，JNHP的产氢率分别高达11.58和16.32 mmol h-1g-1，在制氢过程中无需添加贵金属作助催化剂，MB的光降解率分别为93.3%（160 min）和97.9%（140 min）。与相应的TiO2/C和Bi2WO6/C碳基纳米纤维光催化剂相比，JNHP光催化性能的提高主要是由于TiO2和Bi2WO6之间独特的异质结与一维导电碳纳米纤维（CNFs）的协同作用。此外，具有一维柔性自支撑结构的JNHP可以很容易地从溶液中分离出来，并且具有良好的可回收稳定性。所提出的设计思想和制备方法对其他一维双功能纳米纤维光催化剂的开发具有指导意义。

图1.JNHP制备过程示意图

图2.碳化温度为700、800和900℃时获得的JNHP-2的XRD图

图3.[TiO2/PAN]//[（NH4）10W12O41/Bi（NO3）3/CA/PAN] Janus纳米纤维（a，b）和JNHP-1（d）、JNHP-2（e）和JNHP-3（f）的SEM图；[TiO2/PAN]//[（NH4）10W12O41/Bi（NO3）3/CA/PAN] Janus纳米纤维（c）和JNHP-2（g）的直径分布直方图；JNHP-2中[TiO2/C]//[Bi2WO6/C] Janus纳米纤维的EDS线扫描分析（h）；电纺[TiO2/C]//[Bi2WO6/C] Janus纳米纤维膜折叠前后的数码照片（i）

图4.不同含量的TiO2的JNHP（在800℃下煅烧）的TGA曲线（a）；在800℃下煅烧的JNHP-2的N2吸附-解吸等温线和相应的孔径分布曲线（插图）（b）

图5.JNHP-2、T-NP和B-NP的紫外-可见吸收光谱（插图是（Ahv）1/2与hv的对应图）

图6.在700℃（a）、800℃（b）和900℃（c）煅烧的不同TiO2含量的JNHP的累积氢气产量，比较在800℃煅烧的不同光催化剂的累积氢气产量（d）和在可见光下使用25％（体积）甲醇作为牺牲剂的JNHP-2（e）的循环制氢试验

图7.可见光照射下在700℃（a）、800℃（b）和900℃（c）下煅烧的不同TiO2含量的JNHP的析氢速率；使用25％甲醇作为牺牲剂，在可见光（d）和模拟阳光照射（e）下，比较在800℃煅烧的不同样品的析氢速率

图8.在可见光（a-c）和模拟阳光辐射（d-f）下，MB在800℃煅烧的样品上的光降解活性（a，d），动力学线性拟合曲线（b，e）和循环测试（c，f）；在模拟阳光照射下，JNHP-2的活性物种捕获实验（g）；经过三个降解循环后（h），得以恢复的JNHP-2的SEM图像；JNHP-2降解前和三个循环后的XRD光谱（i）；模拟阳光照射下自支撑光催化剂和光催化降解过程的照片（j）

图9.在700、800和900℃下获得的JNHP-2（a），以及在800℃下煅烧的不同样品（b）的光致发光光谱

图10.模拟阳光照射下JNHP-2、T-NP、B-NP和M-NP的瞬态光电流响应（a），黑暗条件下光催化剂的EIS奈奎斯特图（b）

图11.在可见光（a，c）和模拟阳光（b，d）照射下，JNHP的析氢和MB光降解的可能光催化机理