[发明专利]一种具有压电效应的CA_MoS2

说明书

本发明属于压电催化领域，具体涉及一种具有压电效应的CA/MoS₂@TNr纳米纤维膜及其制备方法，通过将MoS₂@TNr异质结键合和/或缔合于二醋酸纤维素所形成的CA/MoS₂@TNr纳米纤维膜具有优异的压电效应，而且纤维直径小，比表面积大、孔隙率高，将其作为压电催化剂能够实现对污染物的快速、高效降解，降解率高达99%以上。

技术领域

本发明属于压电催化领域，具体涉及一种具有压电效应的CA/MoS₂@TNr纳米纤维膜及其制备方法。

背景技术

随着世界经济的增长，环境污染问题引起了研究人员的广泛关注。人类在生产活动中，向自然界中排放各类污染物，其中包括重金属污染物和有机污染物，这些污染物在自然条件下稳定性好，很难降解，而且对人体具有严重的毒害性，严重地危害了人们的生命安全。

目前，对污染物的降解方法也有些研究，包括化学处理方法、生物处理方法和物理处理方法等。例如，专利号CN 103898676 A公开了一种醋酸纤维素/二氧化钛复合纳米纤维吸附膜及其制备方法，首先将二氧化钛进行醇化处理，使其表面带有羟基 (TiO2-OH)， 再将其分散在去离子水中制成二氧化钛溶液；将醋酸纤维素溶解于溶剂中，获得透明醋酸纤维素溶液；将二氧化钛溶液与醋酸纤维素溶液进行混合，再通过静电纺丝获得纳米吸附膜，具有较高重金属离子吸附容量和吸附速率的优点。然而该发明制备的吸附膜对污染物的降解属于物理吸附，存在降解速率慢、降解不完全的问题，而且只能用于对重金属污染物的吸附，难以在实际应用中进行推广。

因此，寻求一种降解速度快、对污染物降解效果好的材料具有重要的意义。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种具有压电效应的CA/MoS₂@TNr纳米纤维膜及其制备方法，所制备的CA/MoS₂@TNr纳米纤维膜具有优异的压电效应，能够实现对污染物的快速、高效降解，降解率高达99%以上。

压电效应是指某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应。

压电材料能够将环境中的机械能转化为电能。当它们受到某固定方向外力的作用时，内部就产生电极化现象，同时在某两个表面上产生符号相反的电荷，向环境中释放电子，进而可以分解水产生氢气以及降解环境中的污染物。本申请的发明人发现通过压电极化技术可以有效地促进化学催化反应，并且可以超出化学或者结构修饰的极限，因此，可以将压电材料用于对污染物的催化降解。由此，创造了本发明。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种具有压电效应的CA/MoS₂@TNr纳米纤维膜，其为MoS₂@TNr异质结键合和/或缔合于二醋酸纤维素所形成的多孔薄膜。

异质结材料是由两种不同元素或不同成分材料所构成的具有一定结型的半导体材料。结两边的导电类型由掺杂控制，掺杂类型相同的称为“同型异质结”，掺杂类型不同的称为“异型异质结”。作为异型异质结的一种，MoS₂@TNr异质结由窄带隙的MoS₂与宽带隙的TiO₂相互敏化形成，具有高比表面积和良好的压电性能，由于结两边材料的禁带宽度和其他特性不同，从而容易发生极化，因此，MoS₂@TNr异质结成为压电催化降解污染物的理想材料。