DOI:10.1016/j.carbpol.2020.117200

采用静电纺丝技术制备了壳聚糖/g-C3N4/TiO2（CS/CNT）纳米纤维，用于吸附和光催化去除Cr（VI）。研究了吸附过程中接触时间（0-1440min）、pH（1-7）、Cr（VI）初始浓度（20-800mg/L）等关键因素的影响。利用800W氙灯模拟可见光，在光化学反应器中进行光催化实验。在吸附过程中，当pH=2时，壳聚糖（CS）纳米纤维、CS/CNT 10:1（CS:g-C3N4/TiO2=10:1）纳米纤维和CS/CNT 5:1纳米纤维的吸附容量分别为20.8、165.3和68.9mg/g，表明添加g-C3N4/TiO2（CNT）可以显著增强CS的耐酸性，并扩展其实际应用。在可见光照射下，CS/CNT纳米纤维对Cr（VI）的去除效率明显提高，比纯吸附去除率高约50％，这表明CS/CNT纳米纤维具有吸附和光催化的有效协同作用。

图1.CS/CNT纳米纤维的合成及其在去除Cr（VI）中的应用示意图。

图2.CS/CNT5:1纳米纤维的形态特征：（a，b）SEM，（c，d）TEM，（e，f）HRTEM，（g-1）SEM-EDS映射。

图3.（a）CS/CNT5:1纳米纤维的XPS全扫描光谱。（b）CS/CNT5:1纳米纤维的C 1s，（c）N 1s，（d）O 1s和（e）Ti 2p XPS光谱。

图4.（a）XRD图谱，（b）CS/CNT5:1纳米纤维在2θ处30-80°范围内的XRD图谱，（c）FT-IR光谱和（d）PL光谱。

图5.（a）UV-Vis DRS，（b）带隙能量。

图6.（a）接触时间对Cr（VI）吸附的影响。（b）伪一阶，（c）伪二阶和（d）粒子内扩散的动力学模型。实验条件：接触时间=24h，CO=100mg/L，物料用量=0.33g/L。

图7.（a）pH对Cr（VI）吸附的影响，（b）初始浓度对Cr（VI）吸附的影响，（c）Langmuir等温线模型，（d）Freundlich等温线模型。实验条件：接触时间=24h，纳米纤维用量=0.33g/L。

图8.（a）在无辐射条件下使用纳米纤维去除Cr（VI）的曲线和（b）去除百分比。（c）pH和（d）初始Cr（VI）浓度对使用CS/CNT10:1纳米纤维在辐射下去除Cr（VI）的影响。实验条件：接触时间=4h，纳米纤维用量=1g/L。

图9.使用CS/CNT10:1纳米纤维去除Cr（VI）的循环运行：（a）吸附实验；（b）光催化实验。

图10.去除Cr（VI）的吸附和光催化机理。