Ag/h-BNNS/CPAN复合纤维膜光催化性能研究

摘要

为了更好地利用太阳能将CO₂转化为附加值产品，采用水煮法，合成比表面积达1 009.5 m²/g的六方氮化硼（h-BNNS）,以h-BNNS和聚丙烯腈（PAN）为纺丝液原料，采用静电纺丝法制备h-BNNS/CPAN纤维膜，然后通过真空浸渍银盐得到Ag/h-BNNS/CPAN复合膜，并对复合膜的形貌、元素组成、微观结构及光电特性进行表征。结果表明：引入银纳米粒子（Ag NPs）并没有改变h-BNNS的结构，其均匀分布在h-BNNS/CPAN复合纤维膜上；以对硝基苯酚（4-NP）还原为对氨基苯酚（4-AP）反应测定合成工艺条件对复合材料性能的影响，当焙烧温度为220℃、h-BNNS含量为25%时，Ag NPs的光催化效果最好，催化剂光还原4-NP的表观速率为0.326 s^-1;在以CO₂还原为模型的反应中，Ag/h-BNNS/CPAN复合膜的光催化活性与纳米Ag的含量成正比，当Ag NPs含量为2.0%时，光催化2 h后CO₂转化为CO的产率为181.4μmol/g。结合Ag/h-BNNS/CPAN复合纤维膜的光电特性分析其光催化性能，可探索复合膜光催化CO₂还原反应的机理，在光催化反应过程中，Ag NPs与h-BNNS/CPAN复合纤维膜间通过协同作用可实现CO₂的高转化率，为高分散纳米金属光催化剂载体的设计合成提供了有效途径。

关键词

催化化学 / 贵金属光催化剂 / 六方氮化硼 / 六方氮化硼纳米片 / 聚合物纤维膜 / 复合光催化剂