A novel catalyst based on electrospun silver-doped silica fibers with ribbon morphology

Abstract

Mesoporézní silikonová nanovlákna a kompozitní nanovlákna s morfologií pásky obohacená stříbrem byla vyrobena kombinací elektrostatického zvlákňování a sol-gel metody. Komponenty solu pro výrobu stříbrem dopovaných hybridních silikonových stužek byly tetraetyl ortosilikát, polyvinylpyrolidon (PVP), triblokový polyetylenoxid-b-polypropylenoxid-b-polyetylenoxid, kopolymer Pluronic P123 a dusičnan stříbrný (AgNO3). Odvod tepla u P123 v hybridních vláknech při vysokých teplotách měl za následek vznik mesoporézní morfologie, a dále degradace PVP způsobila přeměnu z AgNO3 na stříbro ve formě nanočástic. Velikost a obsah částic v hybridních páscích byl ovlivněn koncentrací AgNO3 a tepelnými podmínkami reakce. Pro charakterizaci kompozitní pásky byly použity skenovací elektronová mikroskopie, absorpční?desorpční isoterma dusíku, transmisní elektronová mikroskopie, rentgenová difrakce a UV-Vis spektroskopie. Katalytická aktivita stuhy byla hodnocena na methylenové modři se zjištěním, že je lepší než v publikovaných předchozích studiích.

Mesoporous silica nanofibers and Ag-doped composite nanoribbons were synthesized by a facile combination of an electrospinning technique and the sol-gel method. Tetraethyl orthosilicate, polyvinylpyrrolidone (PVP), triblock poly(ethylene oxide)-b-poly(propylene oxide)-b-poly(ethylene oxide), copolymer Pluronic P123, and silver nitrate (AgNO3) were the components of sol for the production of Ag-doped hybrid silica ribbons. Heat removal of structure-directing agent P123 in the hybrid fibers at high temperatures resulted in a mesoporous morphology, and the degradation of PVP caused AgNO3 to convert into silver in the form of nanoparticles. The size and content of the particles in the hybrid ribbons could be controlled by the concentration of AgNO3 and thermal treatment conditions. Scanning electron microscopy, N2 adsorption?desorption isotherm, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, and UV-Vis spectroscopy were used to characterize the composite ribbons. The catalytic activity of the ribbons was evaluated by reduction of methylene blue dye and found to be better than in previous studies.