PVA /PDA@g?C3N4 Composite Nanofiber Membranes for Enhanced Photocatalytic Bacteriostasis and Degradation
PVA/PDA@g-C3N4復(fù)合納米纖維膜在增強(qiáng)光催化殺菌和降解中的應(yīng)用
北京石油化工學(xué)院(Beijing Institute of Petrochemical Technology)
特種彈性體復(fù)合材料北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(Beijing Key Laboratory of Special Elastomeric Composite Materials)
這篇論文的核心內(nèi)容是關(guān)于一種用于增強(qiáng)光催化殺菌和降解性能的PVA/PDA@g-C3N4復(fù)合納米纖維膜的研究。以下是主要的研究點(diǎn)和發(fā)現(xiàn):
1. **研究背景**:面對(duì)當(dāng)今世界嚴(yán)重的環(huán)境問題和資源短缺,光催化技術(shù)因其綠色、高效和環(huán)境友好的優(yōu)勢(shì)而受到廣泛關(guān)注。
2. **材料制備**:通過多巴胺在g-C3N4表面的自聚合,合成了聚多巴胺@碳氮化物(PDA@CN),并通過電紡絲技術(shù),以含PDA@CN的PVA溶液制備了PVA/PDA@CN復(fù)合抗菌納米纖維膜。
3. **性能測(cè)試**:PDA在PDA@CN的光捕獲能力上發(fā)揮了作用,增加了可見光的捕獲能力。在可見光照射下,含有5% PDA@CN的PVA/PDA@CN納米纖維膜對(duì)大腸桿菌(E. coli)和金黃色葡萄球菌(S. aureus)具有良好的抑制效果,最大抑制圈半徑分別可達(dá)10.8毫米和11.6毫米,大腸桿菌的抑制率可達(dá)93.1%。
4. **光催化降解實(shí)驗(yàn)**:PVA/PDA@CN膜在可見光下表現(xiàn)出增強(qiáng)的光催化降解效率。當(dāng)PDA@CN含量為5%時(shí),PVA/PDA@CN膜對(duì)亞甲基藍(lán)(MB)的去除率達(dá)到98.7%。
5. **材料特性**:納米纖維膜具有良好的熱穩(wěn)定性和優(yōu)異的機(jī)械性能,具有在未來多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的巨大潛力。
6. **關(guān)鍵詞**:聚乙烯醇(PVA)、多巴胺(PDA)、石墨化碳氮化物(g-C3N4)、納米纖維膜、光催化抗菌、降解。
7. **實(shí)驗(yàn)部分**:詳細(xì)描述了PDA@CN的合成、P-PCN復(fù)合納米纖維膜的制備、材料的形態(tài)觀察、晶體結(jié)構(gòu)表征、化學(xué)組成和化學(xué)鍵分析、光學(xué)性能分析、抗菌活性測(cè)試和光催化降解實(shí)驗(yàn)。
8. **結(jié)果與討論**:通過SEM、TEM、XPS、XRD、FTIR、UV-Vis吸收光譜和熒光光譜等技術(shù)對(duì)PDA@CN納米片和P-PCN納米纖維膜的形貌、結(jié)構(gòu)、化學(xué)組成和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了表征。研究了P-PCN納米纖維膜的抗菌活性和光催化降解性能,并探討了其增強(qiáng)性能的可能機(jī)制。
9. **結(jié)論**:PDA@CN納米片通過原位聚合在CN納米片表面合成,并通過電紡絲技術(shù)成功制備了一系列P-PCN復(fù)合納米纖維膜。這些復(fù)合納米纖維膜在可見光照射下對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有增強(qiáng)的抗菌效果,并且P-PCN-5樣品在光催化降解亞甲基藍(lán)方面表現(xiàn)出最佳性能。
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