近期，苏州大学戴礼兴教授&秦传香副教授团队制备了兼具良好光降解性能和力学性能的新型光催化纳米纤维膜。该研究在乙酸的辅助下，采用溶剂热法制备了可稳定分散于PAN溶液的TiO₂@RGO（TR）。然后，采用电纺丝和电喷雾法首次制备了新型光催化PAN纳米纤维膜SS7.5-2.3 TR（A），其中以TR为光催化剂。得益于其新颖的三重结构，SS7.5-2.3 TR（A）与S-0（电纺双网络结构膜）和SS7.5（电喷雾溶液中不含TR的对照膜）相比具有最佳的韧性。此外，5次光降解甲基橙溶液后，膜的形貌和力学性能与原SS7.5-2.3 TR相似。同时，SS7.5-2.3 TR在降解其他三种染料（罗丹明B、亚甲基蓝和油红）和丝绸染色废水时也具有显著的光催化性能，表明其在染色废水处理方面潜力巨大。

图1.GO的TEM图像（a），TiO₂（b）和TiO2@RGO-1.5（c）的HRTEM图像，插图为其相应的照片。（d）TiO₂@RGO-1.5/DMF悬浮液的照片。

图2.（a）GO、RGO、TiO₂和TiO₂@RGO-1.5的XPS全光谱。TiO₂的Ti2p XPS光谱（b）。GO（c）和RGO（d）的C1s XPS光谱，TiO2@RGO-1.5的Ti2p（e）和C1s（f）XPS光谱。

图3.四种样品的XRD光谱（a）和拉曼光谱（b）。（c）五种样品的UV-vis-DRS。（d）存在这五种样品时，MO水溶液随时间变化的C/C0和（e）相应的光催化降解动力学拟合曲线。（f）TiO₂和TiO₂@RGO-1.5的固体荧光发射光谱（λex=250nm）。

图4.三种膜的SEM图像、应力-应变曲线和示意图。

图5.（a）不同形态的SS7.5-2.3 TR（A）的照片，（b）S-0条承重50g和SS7.5-2.3 TR（a）条承重100g的照片。SS7.5-2.3 TR（A）的SEM图像（c）及其SEM ESD光谱（元素质量分数）（d）、SEM元素映射图像（e）。（f）S-0和SS7.5-2.3 TR（A）的XRD图谱。

图6.（a）不同SS7.5-YTR条件下MO水溶液的C/C0随时间的变化曲线。（b）SS7.5-2.3 TR条件下MO水溶液在5个循环期间的C/C0变化曲线，（c）不同辐照时间后使用超声处理的SS7.5-2.3 TR的MO溶液的Uv-vis吸收光谱。（d）SS7.5-2.3 TR和使用过的SS7.5-2.3 TR的应力-应变曲线和SEM图像。

图7.（a）SS7.5-2.3 TR过滤和光催化处理丝绸染色废水的示意图，（b）不同母液的丝绸染色废水在过滤前后的照片，（c）过滤后的染色废水中MO的C/C0随时间的变化曲线。

图8.（a）四种染色SS7.5-2.3 TR在LED灯下不同时间的照片。SS7.5-2.3 TR和SS7.5-2.3 TR中四种染色点（MO（b），RhB（c），MB（d），OR（e））的反射光谱。（f）四种染色点的K/S值随辐照时间的变化曲线。

该工作以“Fabrication of photocatalytic PAN nanofiber membrane loading with TiO2@RGO by electro-spinning & electro-spraying”为题发表在《Composites Part B: Engineering》（DOI:10.1016/j.compositesb.2023.111046）上。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2023.111046