【摘 要】
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氧化亚铜（Cu2O）因其窄禁带、低毒性、低生产成本等作为一种有前途的可见光半导体光催化剂而受到广泛关注。纯的Cu2O光催化活性相对较低,这是由于光生电子和空穴之间容易复合,且不同形貌的Cu2O对光催化影响非常大,加之粉末光催化剂不容易回收及重复使用性差。针对Cu2O的不足,本文引入可在其夹层中容纳阴离子的层状双氢氧化物（LDHs）,通过NiFe-LDH对Cu2O进行Z型异质结改性,并负载于聚丙烯腈
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氧化亚铜（Cu2O）因其窄禁带、低毒性、低生产成本等作为一种有前途的可见光半导体光催化剂而受到广泛关注。纯的Cu2O光催化活性相对较低,这是由于光生电子和空穴之间容易复合,且不同形貌的Cu2O对光催化影响非常大,加之粉末光催化剂不容易回收及重复使用性差。针对Cu2O的不足,本文引入可在其夹层中容纳阴离子的层状双氢氧化物（LDHs）,通过NiFe-LDH对Cu2O进行Z型异质结改性,并负载于聚丙烯腈（PAN）纤维,提高复合催化剂的光催化降解能力,进一步提高其可回收性能。采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、万能试验机、电化学工作站、紫外-可见吸收光谱（UV-vis）等测试方法,分析了不同形貌氧化亚铜,不同Ni、Fe摩尔比以及改变光催化剂不同添加量对亚甲基蓝溶液（MB）的降解效果的影响。本论文主要研究内容概况如下:1、形貌不同的Cu2O/PAN光催化纤维的光催化效果不同,可高效率降解有机污染物且具有可重复使用性。在初始染料浓度为15 mg/L、用量为30 m L、光催化剂量为0.05g,500 W氙灯照射120 min后,十二面体Cu2O/PAN光催化纤维对MB的降解率最高,可达94.75%,重复使用5次后,降解率仍高达85%,表明光催化纤维具有较好的降解效果和重复使用性。2、通过降解MB来评价不同Ni、Fe摩尔比光催化剂的催化性能。可见光催化120min后,十二面体Cu2O对MB的降解率为32.7%,Ni2Fe1-LDH的降解率为45.8%,Ni3Fe1-LDH@Cu2O的降解率提高到82.0%,最终筛选出Ni、Fe的最佳摩尔比为3∶1。通过研究其光学、电化学性质等,以直接Z型异质结光催化机理解释Ni3Fe1-LDH@Cu2O对光催化性能增强的原因。3、评价不同Ni3Fe1-LDH@Cu2O添加量对光催化纤维的性能影响。在可见光照射60 min后,5%Ni3Fe1-LDH@Cu2O/PAN对MB的降解效果最佳,达到了91.7%,其比表面积为76.3cm~2.g-1且具有一定的力学稳定性,重复使用5次后其光催化效果依旧高达85%以上。5%Ni3Fe1-LDH@Cu2O/PAN光催化效果在短时间可达到高效率,为进一步工业化应用奠定了基础。
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