素組成；圖8為實施例1制得的納米纖維相應的高分辨透射電鏡(HRTEM)圖，顯示了三種不同間距的晶格條紋，分別對應于Ti02、CuO和Cu晶體結構，證實了所制備的全介孔納米纖維為Ti02/Cu0/Cu復合納米纖維；圖9為實施例1制得的納米纖維的X射線光電子能譜(XPS)圖譜，再次說明了所制備的的材料由Ti，0和Cu三種元素組成；圖10為Cu2p的高分辨XPS圖譜，表明Cu以CuO和Cu兩種形式共存，即制備的光催化劑材料為Ti02/Cu0/Cu復合納米纖維；圖11為實施例1中制得的納米纖維的N2吸脫附曲線和孔徑分布曲線(插圖)，進一步證實了制備得到的納米纖維存在介孔，其比表面積和孔徑平均值分別為19.6m2/g和34.8nm。
[0088]圖12為對比例I中制得的有機前驅體納米纖維的掃描電鏡(SEM)圖；圖13為對比例I制得的納米纖維的掃描電鏡(SEM)圖，從圖中表明制備的納米纖維為沒有明顯孔結構；圖14為對比例I制得的納米纖維的X射線衍射(XRD)圖，從圖中表明制得的納米纖維為Ti02/Cu復合材料；圖15為本發(fā)明對比例I制得的Ti02/Cu納米纖維的的N2吸脫附曲線和孔徑分布曲線，進一步證實了所制得的納米纖維比表面積較低，其比表面積和孔徑平均值分別為13.3m2/g和6.1nm0
[0089]比較實施例1和對比例1，比較圖1-11和圖12-15，可知:在初始原料中沒有加入發(fā)泡劑DIPA時，最后通過煅燒所制備的納米纖維為比表面積較低的普通無孔Ti02/Cu0納米纖維，說明發(fā)泡劑的加入影響最終纖維的結構以及其組成成分，對于制備具有高純度全介孔結構Ti02/Cu0/Cu納米纖維材料至關重要。
[0090]圖16為對比例2中制得的有機前驅體納米纖維的掃描電鏡(SEM)圖；圖17為對比例2制得的納米纖維的掃描電鏡(SEM)圖，從圖中表明制備的納米纖維為沒有明顯孔結構；圖18為對比例2制得的納米纖維的X射線衍射(XRD)圖，從圖中表明制備的納米纖維為Ti02/Cu0復合材料；圖19為對比例2制得的Ti02/Cu0納米纖維的的隊吸脫附曲線和孔徑分布曲線，進一步證實了所制得的納米纖維存在介孔，其比表面積和孔徑平均值分別為24.8m2/g 和 24.4nm。
[0091]比較實施例1和對比例2，比較圖1-11和圖16-19，可知:在初始原料中加入少量乙酸銅時，最后通過煅燒所制備的納米纖維為Ti02/Cu0全介孔納米纖維，說明乙酸銅的引入量影響最終纖維組成成分，調(diào)控乙酸銅的引入量對于制備具有高純度全介孔結構T12/CuO/Cu納米纖維材料至關重要。
[0092]圖20為對比例3中制得的有機前驅體納米纖維的掃描電鏡(SEM)圖；圖21為對比例3制得的納米纖維的掃描電鏡(SEM)圖，從圖中表明制備的納米纖維為沒有明顯孔結構；圖22為對比例3制得的納米纖維的X射線衍射(XRD)圖，從圖中表明制備的納米纖維為Ti02/Cu0/Cu復合材料；圖23為對比例3制得的納米纖維的的隊吸脫附曲線和孔徑分布曲線，進一步證實了所制得的納米纖維存在介孔，其比表面積和孔徑平均值分別為13.6m2/g 和 35.7nm。
[0093]比較實施例1和對比例3，比較圖1-11和圖20-23，可知:在初始原料中加入較多的乙酸銅時，最后通過煅燒所制備的納米纖維為Ti02/Cu0全介孔納米纖維，其比表面積有所降低，說明乙酸銅的引入量影響最終纖維組成成分，調(diào)控乙酸銅的引入量對于制備具有高純度全介孔結構Ti02/Cu0/Cu納米纖維材料至關重要。
[0094]應用實施例1
[0095]稱取實施例1中制得的0.05gTi02/Cu0/Cu全介孔納米纖維分散在40ml的蒸餾水中，超聲分散15min后，再加入1ml的甲醇作為犧牲劑，采用300W氙燈作為模擬光源，產(chǎn)生的氫氣通過在線的氣相色譜儀檢測，每隔15min檢測一次，5個小時后結束測試。
[0096]對比應用實施例1
[0097]現(xiàn)有技術中商業(yè)的P25納米粉體光催化劑在300W氙燈作為模擬光源下產(chǎn)生氫氣，產(chǎn)生的氫氣通過在線的氣相色譜儀檢測，每隔15min檢測一次，5個小時后結束測試。
[0098]圖24為本發(fā)明Ti02/Cu0/Cu全介孔納米纖維作為光催化劑與P25的光催化產(chǎn)氫活性對比圖，說明本發(fā)明制備的Ti02/Cu0/Cu全介孔納米纖維作光催化劑比P25光催化劑具有更為高效的產(chǎn)氫效率，其產(chǎn)氫效率可提高4倍以上。在一次催化結束后，將催化劑濾出，洗滌干凈后多次循環(huán)使用。
[0099]圖25為本發(fā)明Ti02/Cu0/Cu全介孔納米纖維作為光催化劑與P25的光催化劑循環(huán)3次后產(chǎn)氫結果對比圖，P25在經(jīng)過三次循環(huán)使用后其光催化產(chǎn)氫活性明顯降低，而T12/CuO/Cu全介孔納米纖維光催化劑的產(chǎn)氫量基本維持在一個比較恒定的值，說明本發(fā)明的Ti02/Cu0/Cu全介孔納米纖維作為光催化劑具有更加穩(wěn)定的光催化性能。
[0100]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明精神作舉例說明。本發(fā)明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。
【主權項】
1.高純度T12/CuO/Cu全介孔納米纖維在光催化劑中的應用，其中納米纖維主要組成元素為T1、0、Cu，主要表現(xiàn)形式為Ti02、CuO、Cu，所述納米纖維具有多孔結構，所述多孔結構的孔包括介孔。2.根據(jù)權利要求1所述高純度Ti02/Cu0/Cu全介孔納米纖維在光催化劑中的應用，其特征在于，所述納米纖維具有多孔結構且所述多孔結構的孔均為全介孔。3.根據(jù)權利要求1所述高純度Ti02/Cu0/Cu全介孔納米纖維在光催化劑中的應用，其特征在于，所述納米纖維的比表面積為15-40m2/g，孔徑值為30-45nm。4.根據(jù)權利要求1所述高純度Ti02/Cu0/Cu全介孔納米纖維在光催化劑中的應用，其特征在于，所述的應用為將高純度Ti02/Cu0/Cu全介孔納米纖維分散于分解物質中在光照射下發(fā)生催化反應，其中分解物質為含水和降解物質的物質。5.根據(jù)權利要求4所述高純度T12/CuO/Cu全介孔納米纖維在光催化劑中的應用，其特征在于，所述水與降解物質的體積比為2-5:1。6.根據(jù)權利要求4或5所述高純度Ti02/Cu0/Cu全介孔納米纖維在光催化劑中的應用，其特征在于，所述降解物質為有機質。7.根據(jù)權利要求6所述高純度T12/CuO/Cu全介孔納米纖維在光催化劑中的應用，其特征在于，所述有機質為甲醇。8.根據(jù)權利要求1-7中任一權利要求所述的高純度T12/CuO/Cu全介孔納米纖維在光催化劑中的應用，其特征在于，所述T12/CuO/Cu全介孔納米纖維的制備方法包括如下步驟: 配制前驅體紡絲液； 將前驅體紡絲液進行靜電紡絲得到有機前驅體納米纖維； 將有機前驅體納米纖維經(jīng)高溫煅燒，即可得Ti02/Cu0/Cu全介孔納米纖維。9.根據(jù)權利要求8所述高純度T12/CuO/Cu全介孔納米纖維在光催化劑中的應用，其特征在于，Ti02/Cu0/Cu全介孔納米纖維的制備方法中靜電紡絲時陽極與陰極之間的距離為 18cm-22cm，高壓為 18kV_22kV。10.根據(jù)權利要求8所述高純度T12/CuO/Cu全介孔納米纖維在光催化劑中的應用，其特征在于，Ti02/Cu0/Cu全介孔納米纖維的制備方法中所述高溫煅燒的溫度為540-560°C，保溫時間為l-3h。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高純度TiO2/CuO/Cu全介孔納米纖維在光催化劑中的應用，屬于納米纖維技術領域和光催化劑技術領域。所述納米纖維主要組成元素為Ti、O、Cu，主要表現(xiàn)形式為TiO2、CuO、Cu，所述納米纖維具有多孔結構，所述多孔結構的孔包括介孔，所述納米纖維具有多孔結構且所述多孔結構的孔均為全介孔，所述納米纖維的比表面積為19.6m2/g，孔徑值為34.8nm?？赏ㄟ^如下方法制備：將前驅體紡絲液在18kV-22kV高壓下進行靜電紡絲，得有機前驅體納米纖維；將有機前驅體納米纖維在540-560℃煅燒處理1-3h，即可得TiO2/CuO/Cu全介孔納米纖維。本發(fā)明TiO2/CuO/Cu全介孔納米纖維可有效地應用在光催化劑中，作光解水制氫，具有高效性和穩(wěn)定性。通過調(diào)控原料成份，有效調(diào)控TiO2/CuO/Cu全介孔納米纖維的結構，且制備方法簡單可控。
【IPC分類】B01J35/10, C01B3/04, B01J23/72
【公開號】CN105013485
【申請?zhí)枴緾N201510392255
【發(fā)明人】楊為佑, 侯慧林
【申請人】寧波工程學院
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月1日