近年来，一种可去除污染物的改性TiO2光催化剂引起了人们的广泛关注。本研究通过静电纺丝和煅烧工艺制备了Fe掺杂TiO2纳米纤维。使用场发射扫描电子显微镜和透射电子显微镜对样品进行形态表征。使用高分辨率透射电子显微镜、选区电子衍射和快速傅立叶变换成像分析每个样品的晶体结构。测得Fe掺杂TiO2纳米纤维的平均直径为161.5nm，纯TiO2纳米纤维的平均直径为181.5nm。在350℃下进行热处理时，TiO2纳米纤维的晶相为锐钛矿，Fe掺杂TiO2纳米纤维的晶相为金红石。通过Fe掺杂，TiO2基体的晶相很容易转变为金红石。通过在紫外光和可见光照射下光降解亚甲基蓝和酸性橙7，比较了每种样品的光催化性能。在Fe掺杂TiO2纳米纤维中，紫外光和可见光下的光降解率分别为38.3％和27.9％。虽然其他催化剂未被激活，但在使用酸性橙7和可见光时，Fe掺杂TiO2纳米纤维的光降解率为9.6％。为了提高光催化活性，有必要对如何控制Fe掺杂剂的浓度进行深入研究。
图1.Fe掺杂TiO2纳米纤维和TiO2纳米纤维的TGA曲线。
图2.纳米纤维的场发射扫描电子显微镜图像：（a）TiO2纳米纤维的低倍放大图像，（b）TiO2纳米纤维的高倍放大图像，（c）Fe掺杂TiO2纳米纤维的低倍放大图像，以及（d）Fe掺杂TiO2纳米纤维的高倍放大图像。
图3.纳米纤维的直径分布直方图：（a）TiO2纳米纤维和（b）Fe掺杂TiO2纳米纤维。
图4.由每种前体溶液获得的纳米纤维的TEM图像：（a）TiO2纳米纤维的明场图像（BF），（b）TiO2纳米纤维的高角度环形暗场图像（HAADF），（c）Fe掺杂TiO2纳米纤维的BF图像，以及（d）Fe掺杂TiO2纳米纤维的HAADF图像。
图5.每种纳米纤维的EDS图：（a）TiO2纳米纤维和（b）Fe-TiO2纳米纤维。
图6.纳米纤维的选定区域电子衍射图：（a）TiO2纳米纤维和（b）Fe掺杂TiO2纳米纤维。
图7.Fe掺杂TiO2纳米纤维表面颗粒的高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）分析：（a）颗粒的BF图像，（b）颗粒的HRTEM图像，以及（c）颗粒的FFT图。
图8.纳米纤维在紫外光下催化降解亚甲基蓝水溶液的紫外-可见吸收光谱：（a）空白，（b）P25，（c）TiO2纳米纤维，（d）Fe掺杂TiO2纳米纤维。
图9.纳米纤维在紫外光下催化降解酸性橙7水溶液的紫外-可见吸收光谱：（a）空白，（b）P25，（c）TiO2纳米纤维，（d）Fe掺杂TiO2纳米纤维。
图10.纳米纤维在可见光下催化降解亚甲基蓝水溶液的紫外-可见吸收光谱：（a）空白，（b）P25，（c）TiO2纳米纤维，（d）Fe掺杂TiO2纳米纤维。
图11.纳米纤维在可见光下催化降解酸性橙7水溶液的紫外-可见吸收光谱：（a）空白，（b）P25，（c）TiO2纳米纤维，（d）Fe掺杂TiO2纳米纤维。
图12.各种光催化剂和光源对亚甲基蓝和酸性橙7的光降解率：（a）紫外线和亚甲基蓝，（b）紫外线和酸性橙7，（c）可见光和亚甲基蓝，（d）可见光和酸性橙7。
