發(fā)布時(shí)間：2024-04-10 05:03

　　我國(guó)是果蔬生產(chǎn)大國(guó),由于貯運(yùn)保鮮技術(shù)條件的落后,每年都有大量的果蔬產(chǎn)品腐爛變質(zhì),造成巨大的浪費(fèi)。乙烯是采后果蔬腐敗變質(zhì)的重要因素之一,在密閉的保鮮環(huán)境中,乙烯能加快果蔬的呼吸強(qiáng)度,增強(qiáng)酶的代謝活性、加速細(xì)胞膜通透性和區(qū)格化損失,促進(jìn)果實(shí)軟化、蔬菜退綠,縮短果蔬貯藏品質(zhì)和時(shí)間。傳統(tǒng)的脫除乙烯的方法(如物理吸附法、高錳酸鉀氧化法、減壓脫除法等)在實(shí)際應(yīng)用過程中都有一些缺陷,這就導(dǎo)致我國(guó)果蔬貯藏保鮮技術(shù)發(fā)展緩慢。二氧化鈦納米管陣列(Titania Nanotube Arrays,TNAs)具有比表面積大,與鈦基片層結(jié)合牢固、物化性能穩(wěn)定、廉價(jià)、并具有優(yōu)秀的電荷傳輸特性和載流子壽命等特性,廣泛應(yīng)用于降解有機(jī)污染物等領(lǐng)域。但是由于光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合速度快,價(jià)電子只能被紫外光激發(fā)等問題的存在,使其應(yīng)用受到了一定的限制。通過添加外源改性修飾,減小電子-空穴復(fù)合幾率,可有效提升其光催化降解的性能,在農(nóng)產(chǎn)品貯藏、環(huán)保等領(lǐng)域具有很大的研究?jī)r(jià)值。本研究以脫除保鮮冷庫(kù)中乙烯氣體為目的,通過60Co-γ射線輻照改性陽(yáng)極氧化法制備出的^*TNAs,以氧化石墨(Graphite Oxide,...

【文章頁(yè)數(shù)】：100 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 前言
    1.1 項(xiàng)目研究背景
    1.2 TiO₂光催化作用
        1.2.1 TiO₂晶體結(jié)構(gòu)
        1.2.2 TiO₂能帶結(jié)構(gòu)
        1.2.3 TiO₂的光催化原理
    1.3 TNAs的制備與改性研究
        1.3.1 TNAs的制備
        1.3.2 TNAs的改性研究
            1.3.2.1 非金屬離子摻雜
            1.3.2.2 金屬離子摻雜
            1.3.2.3 半導(dǎo)體復(fù)合
            1.3.2.4 貴金屬沉積
            1.3.2.5 染料光敏化
    1.4 石墨烯復(fù)合材料
        1.4.1 石墨烯的概述
        1.4.2 石墨烯的還原制備
    1.5 氧化石墨烯和納米銀顆粒在修飾二氧化鈦光催化劑中的應(yīng)用
        1.5.1 氧化石墨烯在修飾二氧化鈦光催化劑中的應(yīng)用
        1.5.2 納米銀顆粒在修飾二氧化鈦光催化劑中的應(yīng)用
    1.6 輻照技術(shù)在材料改性及制備中的應(yīng)用
        1.6.1 輻照技術(shù)在材料改性中的應(yīng)用
        1.6.2 輻照技術(shù)在納米銀制備中的應(yīng)用
        1.6.3 輻照技術(shù)在還原石墨烯中的應(yīng)用
    1.7 研究的提出及主要內(nèi)容
        1.7.1 項(xiàng)目的提出
        1.7.2 技術(shù)路線
        1.7.3 項(xiàng)目研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
2 材料與方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)材料與試劑
        2.1.2 主要儀器與設(shè)備
    2.2 反應(yīng)體系裝置
        2.2.1 陽(yáng)極氧化反應(yīng)裝置
        2.2.2 光催化反應(yīng)體系
    2.3 光催化劑的制備方法
        2.3.1 二氧化鈦納米管陣列(TNAs)的制備
            2.3.1.1 物理拋光
            2.3.1.2 電化學(xué)處理
            2.3.1.3 電解液配置
            2.3.1.4 陽(yáng)極氧化法制備TNAs
        2.3.2 輻照改性的TNAs(^*TNAs)的制備
        2.3.3 負(fù)載還原氧化石墨烯的^*TNAs(rGO-^*TNAs)的制備
        2.3.4 負(fù)載納米銀^*TNAs(AgNP-^*TNAs)的制備
        2.3.5 負(fù)載納米銀/還原氧化石墨烯^*TNAs(AgNP/rGO-^*TNAs)的制備
    2.4 光催化降解乙烯活性的評(píng)價(jià)
    2.5 二次旋轉(zhuǎn)回歸試驗(yàn)的設(shè)計(jì)
    2.6 光催化材料的表征方法
        2.6.1 原子力顯微鏡(AFM)
        2.6.2 場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FSEM)
        2.6.3 傅里葉變換紅外光譜(FTIR)
        2.6.4 拉曼光譜(Raman)
        2.6.5 X射線衍射(XRD)
        2.6.6 X射線光電子能譜(XPS)
    2.7 數(shù)據(jù)處理軟件及數(shù)據(jù)庫(kù)
3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
    3.1 實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性
    3.2 不同條件制備還原氧化石墨烯及摻雜^*TNAs光催化降解乙烯的影響
        3.2.1 不同超聲功率制備GO及摻雜^*TNAs光催化降解乙烯的影響
        3.2.2 不同超聲時(shí)間制備GO及摻雜^*TNAs光催化降解乙烯的影響
        3.2.3 不同輻射劑量對(duì)GO還原制備rGO及摻雜^*TNAs光催化降解乙烯的影響
        3.2.4 不同rGO添加量對(duì)摻雜^*TNAs催化降解乙烯的影響
        3.2.5 二次旋轉(zhuǎn)回歸響應(yīng)面試驗(yàn)
    3.3 AgNP/rGO-^*TNAs光催化降解乙烯的研究
        3.3.1 不同納米銀添加量摻雜^*TNAs光催化降解乙烯的影響
        3.3.2 不同輻照劑量制備AgNP/rGO復(fù)合物摻雜^*TNAs光催化降解乙烯的影響
        3.3.3 二次旋轉(zhuǎn)回歸響應(yīng)面試驗(yàn)
    3.4 比較分析AgNP-^*TNAs、rGO-^*TNAs、AgNP/rGO-^*TNAs微觀結(jié)構(gòu)及其對(duì)光催化降解乙烯反應(yīng)活性的影響
4 結(jié)果與分析
    4.1 實(shí)驗(yàn)裝置的氣密性檢驗(yàn)
    4.2 不同條件制備還原氧化石墨摻雜^*TNAs催化降解乙烯的影響
        4.2.1 不同超聲功率制備GO及摻雜^*TNAs催化降解乙烯的影響
        4.2.2 不同超聲時(shí)間對(duì)GO還原摻雜^*TNAs催化降解乙烯的影響
        4.2.3 不同輻照劑量制備rGO摻雜^*TNAs催化降解乙烯的影響
        4.2.4 不同GO添加量摻雜^*TNAs催化降解乙烯的影響
        4.2.5 不同條件rGO摻雜^*TNAs光催化降解乙烯的響應(yīng)面研究
        4.2.6 二次旋轉(zhuǎn)回歸模型擬合以及方差分析
        4.2.7 響應(yīng)面模型的最優(yōu)解及驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)
    4.3 AgNP/rGO-^*TNAs光催化降解乙烯的影響
        4.3.1 摻銀量對(duì)AgNP-^*TNAs降解乙烯的影響效果
        4.3.2 不同輻照劑量制備納米銀和氧化石墨烯復(fù)合物摻雜^*TNAs催化降解乙烯的影響
        4.3.3 AgNP/rGO-^*TNAs催化降解乙烯的響應(yīng)面實(shí)驗(yàn)及分析
        4.3.4 最佳工藝條件的確定與驗(yàn)證
    4.4 催化材料的微觀表征結(jié)果
        4.4.1 AFM表征結(jié)果及分析
        4.4.2 FSEM表征結(jié)果及分析
        4.4.3 FTIR表征結(jié)果及分析
        4.4.4 Raman表征結(jié)果及分析
        4.4.5 XRD表征結(jié)果及分析
        4.4.6 XPS表征結(jié)果及分析
5 討論
    5.1 超聲剝離條件對(duì)氧化石墨烯的影響
    5.2 ⁶⁰Co-γ輻照處理提升材料光催化性能的影響
    5.3 氧化石墨烯摻雜TiO₂納米管光催化活性機(jī)理分析
    5.4 表面濕潤(rùn)性對(duì)納米TiO₂光催化效率的影響
    5.5 AgNP-^*TNAs、rGO-^*TNAs與AgNP/rGO-^*TNAs催化活性的對(duì)比影響
6 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A 標(biāo)準(zhǔn)金紅石相TiO₂的XRD圖譜
附錄B 不同輻照劑量制備AgNP/rGO-^*TNAs各元素的XPS譜圖
附錄C 攻讀碩士期間取得的主要成績(jī)



本文編號(hào)：3950194