Piezoelectric enhanced photocatalytic properties of PVDF–ZnO/Cu nanofibers prepared by electrospinning technique

材料科学 光催化 纳米纤维 静电纺丝 聚偏氟乙烯 压电 纳米颗粒 化学工程 罗丹明B 复合材料 聚合物 纳米技术 催化作用 有机化学 化学 工程类
作者
Atipong Bootchanont,Porramain Porjai,Russameeruk Noonuruk,Chakkaphan Wattanawikkam,Sorapong Pavasupree,Wantana Klysubun,Tirapat Wechprasit,Aphisit Maniwong,Wisanu Pecharapa
出处
期刊:Polymer-plastics technology and materials [Taylor & Francis]
卷期号:61 (17): 1924-1932 被引量:6
标识
DOI:10.1080/25740881.2022.2086812
摘要

Piezoelectric-assisted photocatalysis technology is one of the efficient ways to achieve enhancement in photocatalytic performance by facilitating the separation of photoinduced electron and holes via internal field initiated via piezoelectricity. Herein, bi-piezoelectric integrated effect was generated by the combination of piezoelectric semiconductor photocatalyst ZnO/Cu and piezoelectric polymer polyvinylidene fluoride (PVDF). Firstly, ZnO/Cu nanoparticles were prepared by facile co-precipitation method. Then, nanoparticles (at 10–30 wt%) were loaded in PVDF for fabricating nanofibers by electrospinning technique. All PVDF–ZnO/Cu nanofibers were characterized by XRD, FE-SEM, FTIR, XAS, and UV–Vis DRS. The structural study indicates that the β- and α-phase PVDF is observed in all the prepared nanofibers. XANES technique confirms the oxidation state of 2+ for Zn and Cu ions in both nanoparticles and nanofibers. Furthermore, under the synergy action of ultrasonic and visible light irradiation, PVDF–ZnO/Cu nanofibers exhibit superior piezo-photocatalytic degradation of rhodamine B dye when compared with single light or mechanical excitation. Effects of ZnO/Cu concentration on optical, piezoelectric, and photocatalytic properties are discussed.
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