DOI: 10.3390/nano11051305

基于静电纺丝模板聚合物纳米纤维的三步工艺制备了网状结构的ZnO和TiO2纳米管（步骤1）。电纺聚合物纳米纤维经射频磁控溅射覆盖在半导体材料薄层上（步骤2），FESEM观察证明在整个表面上都有均匀的沉积物。通过随后的煅烧获得ZnO或TiO2纳米管（步骤3）。XRD测量证明，纳米管为单晶相（ZnO为纤锌矿相，TiO2为锐钛矿相），没有其他晶相出现。通过EDX测量证实，纳米管的组成中不存在其他元素。Kubelka-Munk函数的反射光谱和Tauc图表明，纳米管的带隙低于块状材料的带隙（ZnO为3.05eV，TiO2为3.16eV）。光催化降解罗丹明B表现出较高的降解效率，即使对于少量纳米管而言（0.5mg/10mL染料溶液）：ZnO约为55％，TiO2约为95％。

图1.ZnO和TiO2纳米管的制造过程示意图。

图2.不同放大倍率下ZnO纳米管（a，c）和TiO2纳米管（b，d）的FESEM图像。

图3.在溅射和煅烧后获得的（a）ZnO纳米管和（b）TiO2纳米管的衍射图。

图4.不同放大倍率的EDX图谱显示通过煅烧除去PMMA电纺丝模板后，（a，c）ZnO纳米管和（b，d）TiO2纳米管中的化学元素呈均匀分布。

图5.（a）ZnO和TiO2纳米管的反射光谱；（b）Kubelka-Munk函数的Tauc图，用于估计样品的带隙能量；（c）以350nm波长激发的ZnO纳米管的光致发光光谱。

图6.当存在（a）ZnO纳米管和（b）TiO2纳米管时，用太阳模拟器白光照射不同时间后，RhB溶液的吸收光谱。a）ZnO和TiO2纳米管的降解效率；（b）在太阳模拟器光照射之前和之后的RhB溶液。

图7.（a）ZnO和TiO2纳米管的降解效率；（b）在太阳模拟器光照射之前和之后的RhB溶液。

图8.（a）将ZnO NT插入RhB溶液中；（b）从RhB溶液（在黑暗中放置36h）中移出后置于Si衬底上的ZnO NT样品；（c）浸渍ZnO NT的RhB溶液的初始和36h后的光谱；（d）将TiO2 NT插入RhB溶液中；（e）从RhB溶液（在黑暗中放置36h）中移出后置于Si衬底上的TiO2 NT样品；（f）浸渍TiO2 NT的RhB溶液的初始和36h后的光谱。

图9.TiO2纳米管光催化机理以及RhB降解反应。