核壳结构纳米纤维负载钯复合膜的制备及其催化性能

作     者：孟建强 高耀宗 张宇峰 MENG Jian-qiang;GAO Yao-zong;ZHANG Yu-feng

作者机构：天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室天津300387 天津工业大学材料科学与工程学院天津300387 天津城建大学环境与市政工程学院天津300384 

出 版 物：《天津工业大学学报》 (Journal of Tiangong University)

年 卷 期：2020年第39卷第5期

页      面：30-35页

学科分类：081704[工学-应用化学] 081705[工学-工业催化] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 081701[工学-化学工程] 080502[工学-材料学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(21875162 21574100) 

主　　题：核壳结构 纳米纤维复合膜 负载钯 静电纺丝 多级孔膜 对氯苯酚 催化降解 

摘      要：为克服贵金属纳米粒子催化剂回收困难和重复利用性低的问题,将醋酸钯溶解在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)溶液中作为芯层,聚丙烯腈(PAN)作为皮层,醋酸锌(Zn(CH3COO)2)为皮层致孔剂,采用同轴静电纺丝技术制备出核壳结构PVP/PAN复合纤维膜,经过在去离子水中浸泡、NaBH4原位还原等后处理制得具有多级孔核壳结构的Pd@PVP/PAN复合纤维催化膜;通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、激光共聚焦显微镜、热重分析(TG)等方法对Pd@PVP/PAN催化膜的形貌与性能进行表征;采用该膜对对氯苯酚(4-CP)进行加氢脱氯反应,考察其催化性能和可重复利用性。结果表明:静电纺丝电压、流速对核壳结构Pd@PVP/PAN纳米纤维的形貌有很大影响;内层溶液中PVP质量分数10%、醋酸钯质量分数2%,外层溶液中PAN质量分数12%、ZnAC质量分数3%时,电压13 kV,内、外层流速分别为0.8、1.0 mL/h条件下,Pd@PVP/PAN纳米纤维膜表面多孔,膜中纤维具有很好的核壳结构,且具有良好的热稳定性;室温、连续流反应3 h条件下膜对4-CP转化率为32%,重复降解5次循环后,膜对4-CP的催化降解仍能保持30%的转化率。