复合材料学报

作者：王艳飞, 靳泽远, 李卓林, 王鹤然, 邢鹏宇, 罗琳龙, 胡英成,

关键词：纳米纤维素, 氧化亚铜, 气凝胶, 染料吸附, 光催化降解,

为了改善氧化亚铜(Cu₂O)的光催化性能，将Cu₂O颗粒和聚乙烯醇(PVA)同时加入纳米纤维素(CNF)中，成功制备了具有三维(3D)多孔结构和丰富活性位点的功能化纤维素基气凝胶(Cu₂O-PVA/CNF)。采用扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱、X射线衍射仪、全自动比表面积、压缩测试对气凝胶样品进行了表征。以降解亚甲基蓝(MB)为模型污染物，评价了Cu₂O-PVA/CNF复合催化剂的光催化性能，考察了6wt%Cu₂O-PVA/CNF在不同初始浓度、不同催化剂用量及不同溶液pH条件下对MB光降解效率的影响。结果表明，三维多孔的纤维素气凝胶的使用提高了对MB的吸附能力，延长了对可见光的吸收。特别是在纤维素基体中掺杂的Cu₂O在光照下激发出电子-空穴，增加了活性位点，从而提高了催化能力。6wt%Cu₂O-PVA/CNF复合催化剂对MB的光降解率达到95.6%，远高于纯Cu₂O的79.6%。Cu₂O-PVA/CNF复合催化剂的光降解过程遵循表观准一级动力学模型。此外，与纯CNF气凝胶相比，PVA的加入使其压缩强度提高了4.4倍。该催化剂经5次光催化循环后再利用，对MB的可见光催化降解率仍能达到71.06%。这种Cu₂O-PVA/CNF复合材料有利于用太阳辐射处理染料废水。

来源：2023年第1期

《复合材料学报》期刊编辑部

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