电纺柔性且可重复石墨碳氮化物纳米纤维毡用于六价铬的光催化还原

　　J. Colloid Interface Sci.：电纺柔性且可重复使用的石墨碳氮化物纳米纤维毡用于六价铬的光催化还原
　　DOI:10.1016/j.jcis.2020.04.090
　　采用静电纺丝技术，由g-C3N4/聚偏氟乙烯（PVDF）复合材料制备了石墨碳氮化物（g-C3N4）纳米纤维毡。通过SEM、AFM、XRD、FTIR和光致发光（PL）光谱对该纳米纤维膜进行表征。这种纳米纤维垫是柔性的，可以折叠或卷绕而不会损失任何结构完整性。纳米纤维垫在水性介质中还表现出自清洁性能，如亚甲基蓝和若丹明B两种染料所证明的那样。用g-C3N4纳米纤维毡在可见光下成功地还原了六价铬。尽管仅存在g-C3N4纳米纤维垫时，Cr（VI）的还原速率非常缓慢，但在存在痕量（0.3％）甲酸的情况下，Cr（VI）的还原速率显著提高。甲酸起着g-C3N4空穴清除剂的双重作用，使光生电子更易用于反应并在系统中生成H2和CO，也可以将Cr（VI）直接还原为Cr（III）。该纳米纤维垫在可见光下表现出优异的光催化还原Cr（VI）和自清洁性能。
　　图1.g-C3N4/PVDF纳米纤维毡的静电纺丝示意图
　　图2.g-C3N4电纺纳米纤维不同柔性位置的图片
　　图3.不同放大倍数的g-C3N4纳米纤维的SEM图像，（a）250X，（b）500X，（c）1000X，（d）2000X，（e）5000X，（f）10,000X。比例尺也显示在每张图片中
　　图4.（a）g-C3N4纳米纤维的EDX分析；SEM图像，（b）SEM中的元素映射，（c）和EDX光谱
　　图5.g-C3N4纳米纤维毡的原子力显微镜（AFM）图像；（a，c）：2D地形，（b，d）：3D地形
　　图6.（a）g-C3N4纳米纤维的FTIR光谱，（b）g-C3N4纳米纤维的X射线衍射（XRD），（c）g-C3N4/PVDF纳米纤维的光致发光（PL）光谱结果。插图：样品在发射状态下的光学显微图像，中间的黑色正方形表示采集数据的区域，（d）77 K时的N2吸附-解吸曲线
　　图7.g-C3N4纳米纤维垫在光暗条件下用亚甲基蓝（顶部两行）和若丹明B（底部两行）染色的自清洁图像
　　图8.在不同条件下（用2个纤维毡和30 ppm Cr（VI）溶液进行）光催化还原六价铬的动力学。插图显示铬（VI）的颜色从黄色变为无色（Cr（III））
　　图9.用g-C3N4纳米纤维光催化还原六价铬的循环性研究（用2个纤维毡和30 ppm Cr（VI）溶液进行）
　　图10.g-C3N4垫的数量对Cr（VI）光催化还原的影响（初始Cr（VI）浓度：30 ppm）（a），初始Cr（VI）浓度对其光催化还原的影响（g-C3N4毡数量：2）（b），纤维毡的数量对纤维表面总铬吸附的影响（初始总Cr（VI）或总Cr浓度：30 ppm）
　　图11.g-C3N4和甲酸（HCOOH）还原六价铬的示意图
　　链接地址：http://www.espun.cn/News/Detail/43281
　　文章来源：易丝帮