DOI:10.1016/j.jcis.2020.04.090

采用静电纺丝技术，由g-C3N4/聚偏氟乙烯（PVDF）复合材料制备了石墨碳氮化物（g-C3N4）纳米纤维毡。通过SEM、AFM、XRD、FTIR和光致发光（PL）光谱对该纳米纤维膜进行表征。这种纳米纤维垫是柔性的，可以折叠或卷绕而不会损失任何结构完整性。纳米纤维垫在水性介质中还表现出自清洁性能，如亚甲基蓝和若丹明B两种染料所证明的那样。用g-C3N4纳米纤维毡在可见光下成功地还原了六价铬。尽管仅存在g-C3N4纳米纤维垫时，Cr（VI）的还原速率非常缓慢，但在存在痕量（0.3％）甲酸的情况下，Cr（VI）的还原速率显著提高。甲酸起着g-C3N4空穴清除剂的双重作用，使光生电子更易用于反应并在系统中生成H2和CO，也可以将Cr（VI）直接还原为Cr（III）。该纳米纤维垫在可见光下表现出优异的光催化还原Cr（VI）和自清洁性能。

图1.g-C3N4/PVDF纳米纤维毡的静电纺丝示意图

图2.g-C3N4电纺纳米纤维不同柔性位置的图片

图3.不同放大倍数的g-C3N4纳米纤维的SEM图像，（a）250X，（b）500X，（c）1000X，（d）2000X，（e）5000X，（f）10,000X。比例尺也显示在每张图片中

图4.（a）g-C3N4纳米纤维的EDX分析；SEM图像，（b）SEM中的元素映射，（c）和EDX光谱

图5.g-C3N4纳米纤维毡的原子力显微镜（AFM）图像；（a，c）：2D地形，（b，d）：3D地形

图6.（a）g-C3N4纳米纤维的FTIR光谱，（b）g-C3N4纳米纤维的X射线衍射（XRD），（c）g-C3N4/PVDF纳米纤维的光致发光（PL）光谱结果。插图：样品在发射状态下的光学显微图像，中间的黑色正方形表示采集数据的区域，（d）77 K时的N2吸附-解吸曲线

图7.g-C3N4纳米纤维垫在光暗条件下用亚甲基蓝（顶部两行）和若丹明B（底部两行）染色的自清洁图像

图8.在不同条件下（用2个纤维毡和30 ppm Cr（VI）溶液进行）光催化还原六价铬的动力学。插图显示铬（VI）的颜色从黄色变为无色（Cr（III））

图9.用g-C3N4纳米纤维光催化还原六价铬的循环性研究（用2个纤维毡和30 ppm Cr（VI）溶液进行）

图10.g-C3N4垫的数量对Cr（VI）光催化还原的影响（初始Cr（VI）浓度：30 ppm）（a），初始Cr（VI）浓度对其光催化还原的影响（g-C3N4毡数量：2）（b），纤维毡的数量对纤维表面总铬吸附的影响（初始总Cr（VI）或总Cr浓度：30 ppm）

图11.g-C3N4和甲酸（HCOOH）还原六价铬的示意图