【摘要】：近年來(lái),負(fù)載金屬氧化物的靜電紡納米纖維復(fù)合膜的制備及其性能研究,已經(jīng)成為新材料研發(fā)的重要熱點(diǎn)之一。負(fù)載金屬氧化物的靜電紡納米纖維復(fù)合膜不僅具備了納米纖維復(fù)合膜超高的比表面積,還同時(shí)具有了金屬氧化物的特殊物理化學(xué)特性。納米纖維復(fù)合膜由于性能的多樣性,使這種材料的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛,在環(huán)境工程、醫(yī)藥科學(xué)、能源存儲(chǔ)、傳感器、軍事等方面的應(yīng)用前景十分廣闊。本文首先通過(guò)水熱反應(yīng)在靜電紡PAN納米纖維復(fù)合膜上負(fù)載ZnO納米線,研究了紡絲液中PAN和醋酸鋅的比例、熱分解反應(yīng)溫度、水熱反應(yīng)環(huán)境對(duì)PAN納米纖維復(fù)合膜上ZnO納米線生長(zhǎng)狀態(tài)的影響。通過(guò)SEM、TG、FTIR等測(cè)試對(duì)ZnO@PAN納米纖維復(fù)合膜進(jìn)行了表征,發(fā)現(xiàn)紡絲液中PAN和Zn(AC)2的比例為10:1.5、熱分解溫度為150℃、水熱反應(yīng)中添加體積比為20:1的氨水時(shí),PAN納米纖維復(fù)合膜上的ZnO納米線生長(zhǎng)密度最均勻,長(zhǎng)度和細(xì)度最好。在PAN和Zn(AC)2的比例10:1.5時(shí),對(duì)比了不同分解溫度下的ZnO@PAN納米纖維復(fù)合膜在500W的紫外光下對(duì)羅丹明B溶液的光催化性能,并采用Langmuir Hinshelwood模型分析ZnO@PAN納米纖維復(fù)合膜的催化動(dòng)力學(xué)。通過(guò)對(duì)樣品的強(qiáng)力、BET、催化效果、催化動(dòng)力學(xué)分析、催化穩(wěn)定性進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)ZnO@PAN納米纖維復(fù)合膜的強(qiáng)力可以達(dá)到0.44MPa以上,比表面積可以達(dá)到39.049m2/g,在兩小時(shí)內(nèi)對(duì)羅丹明B的降解效率為66.73%,在進(jìn)行5次循環(huán)實(shí)驗(yàn)之后,降解性能仍然在60%以上。證明負(fù)載ZnO的靜電紡納米纖維復(fù)合膜具有一定的光降解性能。為了進(jìn)一步提高ZnO@PAN納米纖維復(fù)合膜光催化性能,論文通過(guò)ZnO納米線直徑優(yōu)化和Sm元素?fù)诫s改性,發(fā)現(xiàn)改性后獲得的ZnO@PAN納米纖維復(fù)合膜在相同條件下對(duì)羅丹明B溶液的降解性能可以達(dá)到96.4%,并且再經(jīng)過(guò)5次循環(huán)實(shí)驗(yàn)之后納米纖維復(fù)合膜的光催化性能依然在90%以上,說(shuō)明改性后的負(fù)載ZnO的靜電紡納米纖維復(fù)合膜具有工業(yè)應(yīng)用前景。另外,論文還探究了羅丹明B溶液的酸堿性和初始濃度對(duì)ZnO@PAN納米纖維復(fù)合膜光降解性能的影響,發(fā)現(xiàn)在羅丹明B溶液偏堿性和濃度偏低時(shí),ZnO@PAN納米纖維復(fù)合膜的光催化性能最好。本文的研究結(jié)果對(duì)于負(fù)載金屬氧化物的靜電紡納米纖維復(fù)合膜的制備及其在印染廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要的參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：天津工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TB383.2;TQ340.64
【圖文】：

１．３．３磁控濺射法逡逑磁控濺射制備ＺｎＯ納米薄膜的方法是目前應(yīng)用較多，而且技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成逡逑熟，制備的原理如下圖１－２所示：利用電場(chǎng)對(duì)電子產(chǎn)生加速的同時(shí)讓電子與加速逡逑室內(nèi)的氬氣高速碰撞，Ａｒ元素變成Ａｒ＋從電場(chǎng)中獲得能量高速運(yùn)動(dòng)撞向靶材上的逡逑原子團(tuán)，并最終在襯底的表面實(shí)現(xiàn)沉積。磁控濺射相較傳統(tǒng)的濺射有其獨(dú)特的優(yōu)逡逑點(diǎn)，磁控濺射同時(shí)具有一個(gè)電場(chǎng)和一個(gè)正交磁場(chǎng)，同時(shí)作用Ａｒ＋的加速和運(yùn)動(dòng)軌逡逑跡，納米薄膜的沉積速度有了明顯的提高。逡逑５逡逑

將添加了鋅鹽的紡絲液轉(zhuǎn)移至油浴鍋中加熱攪拌，在６０°Ｃ的條件下以ｌ0ｒ／ｓ逡逑的轉(zhuǎn)速攪拌３小時(shí)，得到最終的紡絲液，將紡絲液取出靜置１小時(shí)，去除紡絲液逡逑中的氣泡，裝瓶待用，配置過(guò)程如下圖２－１所示。逡逑Ｔ邋Ｔ邋祖邋＿逡逑磁力攪拌器邐６０。0油�。承r(shí)邐裝瓶待用逡逑圖２－１紡絲液配置流程圖逡逑（二）靜電紡絲逡逑將靜置好的紡絲液移至５ｍｌ的注射器中，針頭選用１８號(hào)的平頭針，在紡絲逡逑電壓為１２ＫＶ，溶液注射速度為０．７ｍｌ／ｈ，紡絲距離為１６ｃｍ的丨：藝參數(shù)進(jìn)行紡絲，逡逑制備的納米纖維沉積在靜止的接收板（接地）上，持續(xù)紡絲４ｈ，最終得到逡逑Ｚｎ（ＡＣ）２／ＰＡＮ納米纖維復(fù)合膜。根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)探索，本文選用三種比例逡逑１２逡逑

將添加了鋅鹽的紡絲液轉(zhuǎn)移至油浴鍋中加熱攪拌，在６０°Ｃ的條件下以ｌ0ｒ／ｓ逡逑的轉(zhuǎn)速攪拌３小時(shí)，得到最終的紡絲液，將紡絲液取出靜置１小時(shí)，去除紡絲液逡逑中的氣泡，裝瓶待用，配置過(guò)程如下圖２－１所示。逡逑Ｔ邋Ｔ邋祖邋＿逡逑磁力攪拌器邐６０。0油�。承r(shí)邐裝瓶待用逡逑圖２－１紡絲液配置流程圖逡逑（二）靜電紡絲逡逑將靜置好的紡絲液移至５ｍｌ的注射器中，針頭選用１８號(hào)的平頭針，在紡絲逡逑電壓為１２ＫＶ，溶液注射速度為０．７ｍｌ／ｈ，紡絲距離為１６ｃｍ的丨：藝參數(shù)進(jìn)行紡絲，逡逑制備的納米纖維沉積在靜止的接收板（接地）上，持續(xù)紡絲４ｈ，最終得到逡逑Ｚｎ（ＡＣ）２／ＰＡＮ納米纖維復(fù)合膜。根據(jù)前期實(shí)驗(yàn)探索，本文選用三種比例逡逑１２逡逑

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本文編號(hào)：2774013