【摘 要】
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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，
【机 构】
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东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（32171692）； 中央高校基本科研业务费专项资金项目（2572020DR13）； 东北林业大学院级大学生训练创新项目（CL06）；
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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、不同催化剂用量以及不同溶液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。
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