通过两种不同的方法制备了可见光光降解水溶液中Cr(VI)的高效光催化剂。首先,采用静电纺丝技术制备了电纺聚醚砜(PES)/氧化铁(Fe3O4)和多壁碳纳米管(MWCNTs)复合纳米纤维。通过SEM和XRD分析对所制备的材料进行表征。结果表明,成功制备了由均匀光滑纳米纤维组成的复合纳米纤维。研究了多个参数对pH值、接触时间、Cr(VI)浓度和可重复使用性的影响。MWCNTs-Fe3O4@PES复合纳米纤维在pH2下80分钟内表现出优异的Cr(VI)光降解性能。该光催化材料具有高度稳定性,五次循环后Cr(VI)的光催化效率没有明显降低。因此,该光催化膜由于其易于分离和再利用且不损失光催化效率,在去除水溶液中的重金属方面显示出巨大的应用潜力。
图1.(a)PES纳米纤维、(b)PES/MWCNTs-Fe3O4、(c)MWCNTs-Fe3O4@PES和(d)MWCNTs-Fe3O4@PES复合纳米纤维经过光降解后的SEM图像。
图2.Fe3O4、PES纳米纤维和MWCNTs-Fe3O4@PES复合纳米纤维在光降解前后的XRD谱。
图3.使用MWCNTs-Fe3O4@PES CNM时,催化剂剂量对Cr(VI)光催化效率的影响。
图4.使用PES纳米纤维、PES/MWCNTs-Fe3O4 CNM和MWCNTs-Fe3O4@PES CNM时的Cr(VI)光催化效率。
图5.使用MWCNTs-Fe3O4@PES CNM时(a)pH和(b)浓度对Cr(VI)光催化效率的影响。
图6.复合纳米纤维在5次循环后用于光降解Cr(VI)的可重复使用性。