DOI: 10.1016/j.envpol.2021.116964

在这项工作中，研究者以刚果红（CR）为模型污染物，采用水热法和煅烧法制备了以纳米纤维为模板的金属氧化物纳米复合材料。在此，研究者通过静电纺丝技术以及随后的热处理工艺（即水热和煅烧）开发出PAN/CuO-ZnO纳米复合材料。借助X射线衍射（XRD）、傅立叶变换红外光谱（FTIR）、热重分析（TG）、高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）、X射线光电子能谱（XPS）、光致发光（PL）和UV-Vis漫反射光谱（DRS）对所得纳米纤维复合材料进行了表征。结果表明，通过煅烧获得的纳米复合材料具有良好的电子结构以及出色的光学响应。这是由于p-n异质结构PAN/CuO-ZnO杂化纳米复合材料的激发电子-空穴对的电荷分离性能较好。通过煅烧和水热法获得的纳米复合材料的光催化效率分别为98％和93％。可重用性研究证实了光催化剂多种用途的稳定性和可行性。此外，光催化机理证实了简易集成的纳米纤维金属（PAN/CuO-ZnO）复合材料具有优异的光催化性能，可有效进行水体修复。

图1.PAN/CuO-ZnO纳米复合材料的合成过程示意图。

图2.通过（a）水热法和（b）煅烧法制备的PAN/CuO-ZnO纳米复合材料的XRD分析。

图3.（a-c）水热合成PAN/CuO-ZnO纳米复合材料的HRTEM图像（图2b的插图为SAED图谱），（d）沿纳米纤维轴的线扫描和（e）元素映射（通过线扫描）。

图4.（a，c）煅烧PAN/CuO-ZnO纳米复合材料在不同放大倍数下的HRTEM显微照片，以及（b）材料衍射晶格的SAED图和（d）EDAX分析。

图5.（a）PAN/CuO-ZnO纳米复合材料的FTIR和（b）热重分析。

图6.通过水热法和煅烧法制备的PAN/CuO-ZnO纳米复合材料的XPS分析，显示（a，b）全扫描以及（c，d）C1s，（e，f）N1s，（g，h）O1s，（i，j）Cu2p和（k，l）Zn2p的去卷积光谱。

图7.（a）在黑暗条件下，当存在或不存在催化剂时，（b）在阳光下，当存在或不存在催化剂时，CR染料的光催化降解曲线。（c，d）使用染料浓度（180mg/L）对两种纳米复合材料进行浓度依赖性光催化剂研究和（e）动力学研究。

图8.对水热（红色）和煅烧（蓝色）PAN/CuO-ZnO纳米复合材料进行可重用性研究。

图9.PAN/CuO-ZnO纳米复合材料的光催化机理示意图。