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载ZnOCQDs异质结构复合纳米纤维膜的制备及其光催化性能研究
载ZnOCQDs异质结构复合纳米纤维膜的制备及其光催化性能研究
摘要：
纳米材料在光催化应用中具有重要的潜力。本研究以载ZnOCQDs异质结构复合纳米纤维膜为研究对象，通过电纺技术制备了一种新型的复合纳米纤维膜。通过SEM,TEM,XRD等技术对样品结构和形貌进行了表征，并研究了复合纳米纤维膜的光催化性能。结果表明，载ZnOCQDs异质结构复合纳米纤维膜显示出优异的光催化性能，具有广泛的应用前景。
关键词：载ZnOCQDs；异质结构；复合纳米纤维膜；光催化性能
1.引言
光催化技术是一种利用光激发半导体材料表面上的电子-空穴对进行化学反应的绿色环保技术。纳米材料作为一种重要的半导体材料，因其高比表面积和独特的特性（如量子尺寸效应等），在光催化应用中具有广泛的潜力。ZnOCQDs作为一种近年来发展起来的新型半导体纳米材料，其在光催化领域也被广泛关注。然而，纳米材料的粒径小、活性高，很难单独应用，因此将其载于载体上成为一种重要的研究方向。本研究旨在制备载ZnOCQDs异质结构复合纳米纤维膜，并研究其光催化性能，为其在环境治理等领域的应用提供实际价值。
2.材料与方法
2.1材料
本实验所使用的主要材料为聚乳酸（PLLA）、聚乙烯醇（PVA）、氧化锌（ZnO）颗粒和CQDs（碳量子点）。其中，PLLA和PVA作为载体材料，ZnO颗粒和CQDs作为光催化材料。
2.2制备方法
首先，将PLLA和PVA以3：7的重量比溶解在混合溶液中。将ZnO颗粒和CQDs分别分散在乙醇中，加入到PLLA/PVA溶液中，并继续搅拌。然后，将上述溶液放入电纺设备中，以0.2mL/h的流速进行电纺，获得复合纳米纤维膜。最后，将膜样置于真空中干燥，以去除溶剂。
3.结果与讨论
3.1结构与形貌表征
通过SEM和TEM对样品进行观察，结果显示，复合纳米纤维膜呈现出纳米级别的纤维结构，并且ZnO颗粒和CQDs均匀分散在载体纤维中。XRD的结果进一步表明，样品中存在ZnO的晶体结构。
3.2光催化性能测试
为了研究复合纳米纤维膜的光催化性能，以罗丹明B（RhB）为目标污染物，通过光降解实验进行研究。实验设置不同的反应条件，包括不同的光照时间、初始浓度和pH值条件。测试结果显示，载ZnOCQDs异质结构复合纳米纤维膜显示出优异的光催化性能，能够高效地降解RhB。此外，随着光照时间的增加，反应速率逐渐增加，降解效果显著改善。反应条件中，较高的初始浓度和较高的pH值也对光催化降解有促进作用。
4.结论
本研究通过电纺技术制备了载ZnOCQDs异质结构复合纳米纤维膜，并对其结构和形貌进行了表征。实验结果表明，该复合纳米纤维膜具有优异的光催化性能，能够高效降解罗丹明B。这为其在环境治理和其他相关领域的应用提供了新的途径和具体实施方案。
参考文献：
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