Nano Energy：电纺丝法制备环保型催化剂实现优异压电光催化性能

近年来，压电催化剂在染料降解中的应用取得了显著进展。然而，低降解效率仍然是实际应用中最重要的问题之一。一维压电纳米材料，如纳米纤维和纳米线，具有比表面积大、重量轻、体积小等优点。这些材料具有较大的弯曲柔度和柔韧性，使他们即使在最小的应变条件下也能够转换成有效的机械应变电荷载体。在本研究中提出了一种新的材料设计，通过静电纺丝和热处理制备了环保型催化剂实现优异的压电光催化性能。

近日，青岛大学单福凯教授和杭州电子科技大学（Jin Chengchao）采用静电纺丝和后续的煅烧过程制备了环保型(Bi_1/2Na_1/2)TiO₃（BNBT）基纳米纤维催化剂。在这项研究中，作者通过对不同染料的降解，考察了BNBT纳米纤维的催化活性。结果表明，650℃煅烧的BNBT纳米纤维具有最佳的压敏性能，对酸橙7的降解率为0.0518 min^-1。动力学研究表明，通过提高染料溶液的初始浓度或离子强度，可以抑制染料分子在纳米纤维表面的吸附，从而降低压敏降解效率，而反应体系的pH值在压敏降解过程中起的作用不大。此外，电纺BNBT纳米纤维具有良好的可重用性和广泛的催化降解性能，对实际应用具有重要意义。本工作对有机染料降解的压敏催化剂机理进行了深入的研究，为开发高性能、环保型的压敏催化剂开辟了新的途径。相关研究成果以“High-piezocatalytic performance of eco-friendly (Bi_1/2Na_1/2)TiO₃-based nanofibers by electrospinning”为题发表于期刊Nano Energy上。

BNBT纳米纤维的制备原理及超声下的压敏实验。

　总结：

采用静电纺丝法制备了BNBT纳米纤维，并对其催化活性进行了全面的研究，探索了各种染料的催化降解行为。结果表明，BNBT纳米纤维对阴离子染料的催化降解活性高于阳离子染料。反应体系的离子强度越大，降解速率越低，而反应体系的pH值对催化降解的影响越小。因此，电纺BNBT纳米纤维具有性能好、环保、稳定性好等优点，在废水处理方面具有广阔的应用前景。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.104024

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