酵母菌模板法制備復(fù)含氧化物空心微納米材料的研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-03 06:04
中空復(fù)合材料具有密度低、比表面積大、容載能力強(qiáng)等特點(diǎn),已經(jīng)獲得了廣泛關(guān)注。目前,合成中空復(fù)合材料的方法主要為模板法。在眾多模板中,生物模板由于制備條件溫和,模板形貌多樣,且對環(huán)境無污染而成為制備復(fù)合材料中空結(jié)構(gòu)的一個(gè)極具潛力的研究方向。本論文采用酵母菌為模板,輔助共沉淀法,制備了氧化錫銻空心微球和Fe3+摻雜CeO2空心微球。通過掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、傅里葉轉(zhuǎn)換紅外光譜(FT-IR)、氮?dú)馕?脫附(BET)等表征手段對樣品的形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測試,探究了其形成機(jī)理,并對氧化錫銻空心微球的近紅外反射性能和Fe3+摻雜CeO2空心微球的光催化降解性能進(jìn)行了測試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,制備的氧化錫銻空心微球保持了酵母菌的橢球形貌,其粒徑在2.0μm~3.0μm之間,為SnO2四方金紅石結(jié)構(gòu)。與氧化錫銻微納米粒子相比,氧化錫銻空心微球的Sb5+的摻雜量較多;比表面積較大,為73.5 m2·g-1。在近紅外波段850 nm~2000 nm內(nèi),氧化錫銻空心微球的紅外吸收出現(xiàn)寬化現(xiàn)象,相比氧化錫銻微納米粒子反射率明顯降低。此外,制備得到的Fe3+摻雜CeO...
【文章來源】:山東科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2油菜花粉(a)和光催化劑空心微球(b-f)的電鏡照片111)1??Fig.1.2?SEM?images?of?rape?pollen?grains?(a)?and?photocatalyst?hollow?microspheres?(b-〇??1.1.3動物模板??
表明加入電氣石礦物材料,可以有效減少反應(yīng)中樣品的團(tuán)聚現(xiàn)象。??Ll^??^22HEESfi[3CSES3B3H^BSB^SSfii^3D3ES2nB??圖1.2油菜花粉(a)和光催化劑空心微球(b-f)的電鏡照片111)1??Fig.1.2?SEM?images?of?rape?pollen?grains?(a)?and?photocatalyst?hollow?microspheres?(b-〇??1.1.3動物模板??動物模板具有種類繁多和結(jié)構(gòu)精細(xì)多樣等特點(diǎn),研宂表明利用動物模板合??成中空微納米材料己有報(bào)道。Chen等[14]采用閃蝶的前翼作為生物模板,制備得??到具有 ̄2.4?jxm長度,?35?nm直徑和?12?nm厚度的中空Zr〇2納米線(圖1.3)。??Valtchev等[15]采用具有外膜的雞蛋外殼作為生物模板制備得到具有圓錐形多孔??結(jié)構(gòu)的沸石,并討論了所得材料的合成條件和性能。Tian等[16]以高山黑燕尾蝶??翅膀上的剛毛為動物模板,制備了具有平行效應(yīng)的氧化錫多管材料,研究表明??樣品在常溫下對H2S表現(xiàn)出高度靈敏度,且具備比較短的響應(yīng)/恢復(fù)時(shí)間,同時(shí)??在H2S氣體靈敏性測試過程中氧化錫多管陣列不需要加熱處理。??3??
在2.3.1所述制備氧化錫銻的實(shí)驗(yàn)條件下,氧化錫銻微納米粒子、酵母菌模??板、未煆燒氧化錫銻微球、鍛燒后氧化錫銻空心微球的掃描電子顯微鏡圖如圖??3.1所示。圖3.1A為煅燒后的氧化錫銻微納米粒子,從圖中可以看出,樣品發(fā)??生團(tuán)聚,呈現(xiàn)不規(guī)則的形狀。原始酵母菌的SEM圖如圖3.1B所示,由圖可知??酵母菌呈現(xiàn)直徑為3.0?|im?4.5?pm之間的橢球狀,并且可以在醇溶液中分散均??勻。從圖3.1C中可以看出,未鍛燒的氧化錫銻微球與原始的酵母菌(圖3.1B)??相比,呈現(xiàn)出與其近乎相同的形狀,并且在直徑上有稍微的增加,這說明氧化??錫銻空心微球的制備過程是在酵母菌表面發(fā)生的,酵母菌在該制備過程中充當(dāng)??模板作用。從圖3.1D-F中可以看出,經(jīng)過高溫?zé)彑蟮难趸a綈空心微球完美??保持了原始的酵母菌形態(tài),但樣品的直徑明顯縮減,大約為2?這種??現(xiàn)象是由于在高溫鍛燒去除模板的過程中樣品的收縮所
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]酵母菌模板法制備CeO2空心微球及其光催化性能[J]. 張昔玉,葛圣松,邵謙,劉玫,劉青云. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(09)
[2]酵母模板合成CuO空心微球及其催化性能研究[J]. 白波,陳蘭,黨昱,楊莉. 化學(xué)研究與應(yīng)用. 2012(10)
[3]酵母菌模板組裝Ti-Cr二元空心微球及光催化活性[J]. 白波,見亮,趙靜,王鵬鵬,楊莉,關(guān)衛(wèi)省. 化學(xué)工程. 2009(11)
[4]酵母菌生物模板法組裝Ti-W-Si三元復(fù)合空心微球及其光催化性能[J]. 白波,王鵬鵬,王翠芳,楊莉. 現(xiàn)代化工. 2009(06)
[5]共沉淀法制備ATO納米粉末及其光吸收性能[J]. 張晶,何偉,張其土. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2009(02)
[6]酵母細(xì)胞為模板礦化合成SiO2納米結(jié)構(gòu)材料的研究[J]. 于源華,郭鋒,果洪宇. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2006(09)
[7]非均相成核法制備ATO納米粉末及其性能[J]. 李歷歷,段學(xué)臣. 稀有金屬材料與工程. 2006(03)
[8]紅外低發(fā)射率ATO粉末的制備及其特性研究[J]. 宋興華,於定華,馬新勝,汪中進(jìn). 紅外技術(shù). 2003(06)
[9]濕法制備納米xSb2O3·(1-x)SnO2導(dǎo)電顏料及導(dǎo)電機(jī)理研究[J]. 譚俊茹,沈臘珍,付賢松,侯文祥,陳秀增. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2003(09)
碩士論文
[1]二氧化錫空心球材料的制備及其氣敏特性研究[D]. 蔡海濤.大連理工大學(xué) 2015
[2]納米ATO透明隔熱涂料的制備及性能研究[D]. 郭凱.青島科技大學(xué) 2014
[3]氧化錫銻透明隔熱涂層材料的制備研究[D]. 張超.浙江大學(xué) 2014
[4]透明隔熱納米玻璃涂料的制備及性能研究[D]. 唐富龍.華南理工大學(xué) 2010
[5]聚甲基丙烯酸甲酯/ATO導(dǎo)電復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 孟維利.合肥工業(yè)大學(xué) 2009
[6]摻銻二氧化錫薄膜(ATO)的制備及其性質(zhì)研究[D]. 孔靜.華東師范大學(xué) 2009
[7]納米復(fù)合導(dǎo)電材料的制備、表征及性能研究[D]. 朱銀存.華東師范大學(xué) 2008
本文編號:2896106
【文章來源】:山東科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.2油菜花粉(a)和光催化劑空心微球(b-f)的電鏡照片111)1??Fig.1.2?SEM?images?of?rape?pollen?grains?(a)?and?photocatalyst?hollow?microspheres?(b-〇??1.1.3動物模板??
表明加入電氣石礦物材料,可以有效減少反應(yīng)中樣品的團(tuán)聚現(xiàn)象。??Ll^??^22HEESfi[3CSES3B3H^BSB^SSfii^3D3ES2nB??圖1.2油菜花粉(a)和光催化劑空心微球(b-f)的電鏡照片111)1??Fig.1.2?SEM?images?of?rape?pollen?grains?(a)?and?photocatalyst?hollow?microspheres?(b-〇??1.1.3動物模板??動物模板具有種類繁多和結(jié)構(gòu)精細(xì)多樣等特點(diǎn),研宂表明利用動物模板合??成中空微納米材料己有報(bào)道。Chen等[14]采用閃蝶的前翼作為生物模板,制備得??到具有 ̄2.4?jxm長度,?35?nm直徑和?12?nm厚度的中空Zr〇2納米線(圖1.3)。??Valtchev等[15]采用具有外膜的雞蛋外殼作為生物模板制備得到具有圓錐形多孔??結(jié)構(gòu)的沸石,并討論了所得材料的合成條件和性能。Tian等[16]以高山黑燕尾蝶??翅膀上的剛毛為動物模板,制備了具有平行效應(yīng)的氧化錫多管材料,研究表明??樣品在常溫下對H2S表現(xiàn)出高度靈敏度,且具備比較短的響應(yīng)/恢復(fù)時(shí)間,同時(shí)??在H2S氣體靈敏性測試過程中氧化錫多管陣列不需要加熱處理。??3??
在2.3.1所述制備氧化錫銻的實(shí)驗(yàn)條件下,氧化錫銻微納米粒子、酵母菌模??板、未煆燒氧化錫銻微球、鍛燒后氧化錫銻空心微球的掃描電子顯微鏡圖如圖??3.1所示。圖3.1A為煅燒后的氧化錫銻微納米粒子,從圖中可以看出,樣品發(fā)??生團(tuán)聚,呈現(xiàn)不規(guī)則的形狀。原始酵母菌的SEM圖如圖3.1B所示,由圖可知??酵母菌呈現(xiàn)直徑為3.0?|im?4.5?pm之間的橢球狀,并且可以在醇溶液中分散均??勻。從圖3.1C中可以看出,未鍛燒的氧化錫銻微球與原始的酵母菌(圖3.1B)??相比,呈現(xiàn)出與其近乎相同的形狀,并且在直徑上有稍微的增加,這說明氧化??錫銻空心微球的制備過程是在酵母菌表面發(fā)生的,酵母菌在該制備過程中充當(dāng)??模板作用。從圖3.1D-F中可以看出,經(jīng)過高溫?zé)彑蟮难趸a綈空心微球完美??保持了原始的酵母菌形態(tài),但樣品的直徑明顯縮減,大約為2?這種??現(xiàn)象是由于在高溫鍛燒去除模板的過程中樣品的收縮所
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]酵母菌模板法制備CeO2空心微球及其光催化性能[J]. 張昔玉,葛圣松,邵謙,劉玫,劉青云. 無機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2016(09)
[2]酵母模板合成CuO空心微球及其催化性能研究[J]. 白波,陳蘭,黨昱,楊莉. 化學(xué)研究與應(yīng)用. 2012(10)
[3]酵母菌模板組裝Ti-Cr二元空心微球及光催化活性[J]. 白波,見亮,趙靜,王鵬鵬,楊莉,關(guān)衛(wèi)省. 化學(xué)工程. 2009(11)
[4]酵母菌生物模板法組裝Ti-W-Si三元復(fù)合空心微球及其光催化性能[J]. 白波,王鵬鵬,王翠芳,楊莉. 現(xiàn)代化工. 2009(06)
[5]共沉淀法制備ATO納米粉末及其光吸收性能[J]. 張晶,何偉,張其土. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2009(02)
[6]酵母細(xì)胞為模板礦化合成SiO2納米結(jié)構(gòu)材料的研究[J]. 于源華,郭鋒,果洪宇. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 2006(09)
[7]非均相成核法制備ATO納米粉末及其性能[J]. 李歷歷,段學(xué)臣. 稀有金屬材料與工程. 2006(03)
[8]紅外低發(fā)射率ATO粉末的制備及其特性研究[J]. 宋興華,於定華,馬新勝,汪中進(jìn). 紅外技術(shù). 2003(06)
[9]濕法制備納米xSb2O3·(1-x)SnO2導(dǎo)電顏料及導(dǎo)電機(jī)理研究[J]. 譚俊茹,沈臘珍,付賢松,侯文祥,陳秀增. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2003(09)
碩士論文
[1]二氧化錫空心球材料的制備及其氣敏特性研究[D]. 蔡海濤.大連理工大學(xué) 2015
[2]納米ATO透明隔熱涂料的制備及性能研究[D]. 郭凱.青島科技大學(xué) 2014
[3]氧化錫銻透明隔熱涂層材料的制備研究[D]. 張超.浙江大學(xué) 2014
[4]透明隔熱納米玻璃涂料的制備及性能研究[D]. 唐富龍.華南理工大學(xué) 2010
[5]聚甲基丙烯酸甲酯/ATO導(dǎo)電復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 孟維利.合肥工業(yè)大學(xué) 2009
[6]摻銻二氧化錫薄膜(ATO)的制備及其性質(zhì)研究[D]. 孔靜.華東師范大學(xué) 2009
[7]納米復(fù)合導(dǎo)電材料的制備、表征及性能研究[D]. 朱銀存.華東師范大學(xué) 2008
本文編號:2896106
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