DOI: 10.1016/j.apsusc.2021.149830
通过静电纺丝、快速煅烧和冷却制备了由相互连接的多晶纳米片组成的氧化锌纳米纤维,以获得缺陷丰富的空心纳米结构。将所制备的纳米纤维作为降解亚甲基蓝的光催化剂进行评估,使用350nm紫外光辐照以获取快速的反应动力学(速率常数:2.86×10-2/min和6.06×10-2/min,通过使用含0.1mg/mL和1.0mg/mL光催化剂的15µM水溶液)。对纳米材料进行了全面的表征,并与不同形态、粒径、结晶度以及缺陷密度和位置的ZnO光催化剂进行了比较以确定影响因素。纳米片连接界面处的缺陷(主要是氧和锌空位)起着关键作用,这与最近评估的晶界在光催化剂设计中的重要性是一致的。所研究的纳米纤维优于大多数最先进的电纺丝纯氧化锌光催化剂。
图1.SEM/EDX分析结果。(a)所制备光催化剂的SEM显微照片,(b)NF直径分布,(c)元素图谱。
图2.AFM分析结果。(a)组成NF的氧化物片的代表性AFM图像,(b)直径和(c)高度分布,以及(d)所得NF体系结构的草图。
图3.(a)XRD,(b)MRS,(c)FTIR,(d)XPS和(e)PL分析结果。(f)激发和辐射发射过程的方案。
图4.(a)当光催化剂浓度为0.1mg/mL时,在15µM MB水溶液中测得的随时间变化的吸收光谱,(b)紫外光辐照下15µM水溶液中MB的降解速率(插图:降解机理示意图)。
图5.(a)At/A0比值与辐照时间的半对数图。(b)在伪一阶模型中相应地推断出时间常数。所示数据是指光催化剂浓度为0.1mg/mL。
图6.(a)当NF浓度为1mg/mL时吸收光谱随时间的变化,以及(b)不同光催化剂浓度下At/A0比值与辐照时间的半对数图。