增强光吸收的多孔电纺复合纤维膜用于超薄可降解高性能光催化氢能发生器

发布时间:2021年03月29日

氢气是迄今为止能量密度最大的能源,通过半导体光催化分解水制氢技术,可以实现一步把太阳光能直接转化为氢气中的化学能。静电纺丝技术被广泛应用于精细纳米结构的成型制造,由静电纺丝法制备的纳米线组成的纳米纤维膜具有很大的比表面积,是理想的负载光催化TiO2纳米粒子的载体。本工作通过静电纺丝技术成型纤维膜载体,设计制备PLA/TiO2-Pt复合纤维膜。在静电纺丝成型纳米纤维过程中,采用挥发速率不同的溶剂分别溶解和分散载体材料PLA与光催化功能材料TiO2,利用溶剂挥发速率差,结合静电纺丝成型中呼吸图原理与气相诱导相分离原理,通过一步法成型制备PLA/TiO2复合纤维膜。该纤维膜的纤维内部存在特殊孔道结构,在进一步增加纤维膜比表面积的同时,也通过对入射光线的多次反射吸收,增加了纤维膜对光能的利用。随后通过原位光沉积法负载Pt,制得PLA/TiO2-Pt多孔复合纤维膜。复合纤维膜在光催化性能测试中表现出优良的制氢性能,优秀的光催化剂制氢效率与良好的体系能量转化效率。由于PLA载体的可降解性与静电纺丝膜超薄的厚度,复合纤维膜可以被组装成可降解超薄光催化氢能发生器,该发生器能够胜任一般情景下的供能需求。

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Qian-Yu Wang, Zheng-Min Zhang, Lin Liu, Lu Bai, Rui-Ying Bao, Ming-Bo Yang and Wei Yang*, Degradable ultrathin high-performance photocatalytic hydrogen generator from porous electrospun composite fiber membrane with enhanced light absorption ability, Journal of Materials Chemistry A, 录用时间:2021.03.27, 全文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/ta/d0ta12292k/unauth#!divAbstract