DOI:10.1155/2020/9429421

采用静电纺丝技术，在不同负载量下制备了聚丙烯腈（PAN）、醋酸纤维素（CA）、PAN-TiO2和CA-TiO2纳米纤维。使用溶胶-凝胶法通过改变煅烧温度制备了TiO2纳米颗粒。吸收和发射光谱表明，随着较小颗粒吸收带边缘的增加，形成了TiO2纳米颗粒。TEM结果表明，在500℃下煅烧的纳米颗粒呈球形，平均粒径为12.2±3.3 nm。XRD分析显示锐钛矿相为纳米颗粒的主要结晶相。将0.2和0.4 wt％TiO2纳米颗粒负载掺入16 wt％CA溶液中，而将1、2和3 wt％TiO2纳米颗粒掺入10 wt％PAN溶液中。SEM结果表明，掺入纳米颗粒后纳米纤维的直径和形态减小。PAN、CA、PAN-TiO2和CA-TiO2聚合物纤维的平均直径分别为220、338、181和250 nm。随着聚合物浓度的增加，纳米纤维的直径增大，其形貌得到了改善。不同负载量的TiO2纳米颗粒改善了可纺性和形态，并进一步减小了纳米纤维的尺寸。FTIR光谱表明纳米复合材料的形成和TiO2纳米颗粒的存在，这与FTIR光谱上的Ti-O拉伸和Ti-O-Ti谱带相对应。

图1：在（a）400℃、（b）500℃和（c）600℃的不同煅烧温度下制备的TiO2纳米颗粒的TEM图像和尺寸分布直方图。

图2：在400℃、500℃和600℃的不同煅烧温度下制备的TiO2纳米颗粒的XRD图谱。

图3：（a）在400℃、500℃和600℃的不同煅烧温度下制备的TiO2纳米颗粒的吸收光谱。（b）Tauc图。

图4：在400℃、500℃和600℃的不同煅烧温度下制备的TiO2纳米颗粒的PL光谱。

图5：在400℃、500℃和600℃的不同煅烧温度下制备的TiO2纳米颗粒的FTIR光谱。

图6：在距离为15 cm、电压为22 kV的条件下，静电纺10 wt％PAN（a）和不同负载量TiO2纳米颗粒（1 wt％（b）、2 wt％（c）和3 wt％（d））的10 wt％PAN的SEM图像和平均纤维直径分布（e）。

图7：在距离为15 cm、电压为22 kV的条件下，静电纺16 wt％CA（a）和不同负载量TiO2纳米颗粒（0.2 wt％（b）和0.4 wt％（c））的16 wt％CA的SEM图像和平均纤维直径分布（d）。

图8：16 wt％CA（a）、CA-TiO2（b）、10 wt％PAN（c）和PAN-TiO2（d）的FTIR光谱。

图9：16 wt％CA（a）、CA-TiO2（b）、PAN-TiO2（c）和10 wt％PAN（d）的XRD图。

图10：16 wt％CA（a）、CA-TiO2（b）、PAN-TiO2（c）和10 wt％PAN（d）聚合物纤维的TGA和DTA曲线。