结合生物模板法和聚合物陶瓷前驱体制备具有光催化活性的多孔二氧化钛块体
发布时间:2018-12-05   浏览次数:769

  细菌纤维素是由β-1,4糖苷键链接而成的一种大分子多糖,经过细菌发酵合成而来,是一种可再生的天然纳米材料。其具有较高的纯度、优异的持水性、良好的机械性强度以及环境友好性。目前广泛应用于食品和造纸行业。另一方面,聚合物陶瓷前驱体是通过化学方法合成的一类有机无机杂化高分子,可以熔融或溶解,在其分子结构中引入陶瓷所需元素如硅、锆、铝、硼等,经一定温度热处理可转化为陶瓷,是近些年发展起来的制备陶瓷材料的新方法。

  在本工作中,我们以细菌纤维素为生物模板,结合聚合物陶瓷前驱体优异的加工性能和成膜性,通过冷冻干燥和精细烧结技术,成功制备了多孔TiO2陶瓷块体(独柱石)。该多孔陶瓷是由直径30-50 纳米TiO2纤维交织而成的三维多孔网络,具有低密度(0.04 g/cm3),大比表面积(115 m2/g),高孔隙率((>99%),以及适中的机械强度。同时,和商用化的光催化剂P25纳米粉体相比,具有相近的光催化效率,但该多孔陶瓷的独柱石结构使其更易使用、分离、再生和重复利用。因此,该多孔陶瓷在光催化领域将具有潜在的应用价值。

    图1 多孔二氧化钛的制备过程

 图2 多孔二氧化钛的SEM图片 

 

图3 利用多孔二氧化钛在紫外光下降解甲基橙

  该成果已在《Cellulose》上发表。文章第一单位为华南理工大学,博士后张勃兴为文章的第一作者,邱文丰教授和赵彤教授为共同通讯作者。 

  B. Zhang, H. Yu, Y. Zhang, Z. Luo, W. Han, W. Qiu,* T. Zhao,* Bacterial cellulose derived monolithic titania aerogel consisting of 3D reticulate titania nanofibers, Cellulose 2018, 25, 7189-7196

  文章链接:https://link.springer.com/article/10.1007/s10570-018-2073-z

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