本文關(guān)鍵詞：纖維表面ZnO納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑及性能研究

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【摘要】：作為一種新型功能半導(dǎo)體材料,ZnO在光學(xué)、抗菌和環(huán)保等方面有著廣闊的應(yīng)用前景。在柔性基材表面構(gòu)筑ZnO納米結(jié)構(gòu)并對其形貌及性能進行調(diào)控有望制備出特定功能化的柔性材料,這對材料的功能化改性及應(yīng)用有著十分重要的意義。本課題利用聚多巴胺的仿生粘附性能,結(jié)合水熱合成技術(shù)在滌綸纖維表面構(gòu)筑ZnO納米結(jié)構(gòu),并對其形貌和性能進行調(diào)控研究,主要內(nèi)容如下：1.聚多巴胺改性對纖維表面生長ZnO納米結(jié)構(gòu)的影響研究。采用聚多巴胺預(yù)處理滌綸織物,然后以硝酸鋅和六亞甲基四胺為反應(yīng)前驅(qū)體,在纖維表面構(gòu)筑ZnO納米結(jié)構(gòu)。采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡、X射線光電子能譜儀、熱重分析儀對所得樣品進行形貌、化學(xué)組成和熱重分析。研究聚多巴胺改性、晶種負載次數(shù)、生長液濃度、添加劑等對ZnO納米結(jié)構(gòu)的形貌、光學(xué)透過率及晶型結(jié)構(gòu)的影響。2.聚多巴胺改性纖維表面ZnO納米結(jié)構(gòu)的生長及調(diào)控研究。將聚多巴胺改性的滌綸織物放入水熱反應(yīng)裝置中,采用連續(xù)水熱生長法,通過多次更換新鮮反應(yīng)液的方法制備具有較大比表面積的ZnO納米結(jié)構(gòu)。研究反應(yīng)液的更換次數(shù)、織物在反應(yīng)液中的放置方式與最終生長的納米結(jié)構(gòu)形貌及晶型結(jié)構(gòu)的關(guān)系,探索相關(guān)因素對樣品光催化性能的影響。3.聚多巴胺改性纖維表面Ag摻雜ZnO納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑及性能研究。在多巴胺預(yù)處理后的滌綸纖維表面生長ZnO納米結(jié)構(gòu)的前驅(qū)體反應(yīng)液中加入硝酸銀,構(gòu)筑Ag摻雜ZnO納米結(jié)構(gòu)。研究摻雜摩爾比[Ag+]/[Zn2+]對ZnO納米結(jié)構(gòu)的形貌、晶型結(jié)構(gòu)、元素分布及光催化性能的影響。研究結(jié)果表明,聚多巴胺的仿生粘附作用能夠有效增強晶種層與纖維表面間的粘附牢度,從而提高ZnO納米結(jié)構(gòu)在纖維表面的負載均勻性；在聚多巴胺存在的條件下,晶種的負載次數(shù)、生長液濃度及添加劑的加入不同程度地影響著纖維上納米ZnO的生長過程；通過調(diào)節(jié)基材的放置方式及生長液更換次數(shù),可以制備出具有不同形貌及長徑比的納米結(jié)構(gòu)；Ag摻雜ZnO納米結(jié)構(gòu)具有更優(yōu)異的光催化性能,其最佳摻雜量為0.8%。
【關(guān)鍵詞】：ZnO 柔性基材 聚多巴胺 仿生粘附 光催化
【學(xué)位授予單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN304.21;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-28
• 1.1 ZnO納米材料研究現(xiàn)狀9-20
• 1.1.1 ZnO簡介9-10
• 1.1.2 納米氧化鋅的調(diào)控10-13
• 1.1.3 水熱法制備ZnO納米材料13
• 1.1.4 氧化鋅與柔性基材的結(jié)合13-17
• 1.1.5 ZnO的性質(zhì)及應(yīng)用17-20
• 1.2 聚多巴胺研究現(xiàn)狀20-27
• 1.2.1 多巴胺簡介21-22
• 1.2.2 聚多巴胺的形成機理22-23
• 1.2.3 聚多巴胺直接改性無機材料23-24
• 1.2.4 聚多巴胺直接改性有機材料24-25
• 1.2.5 聚多巴胺作為二次反應(yīng)平臺改性基體材料25-27
• 1.3 選題意義及研究內(nèi)容27-28
• 2 聚多巴胺改性對纖維表面生長ZnO納米結(jié)構(gòu)的影響研究28-43
• 2.1 實驗原料及儀器設(shè)備29-30
• 2.2 實驗方法30-31
• 2.2.1 聚多巴胺改性滌綸織物30
• 2.2.2 改性纖維表面ZnO晶種的負載30-31
• 2.2.3 改性纖維表面ZnO納米結(jié)構(gòu)的生長31
• 2.2.4 測試與表征31
• 2.3 結(jié)果與討論31-42
• 2.3.1 聚多巴胺改性對滌綸纖維形貌及性能的影響31-34
• 2.3.2 聚多巴胺改性對ZnO納米結(jié)構(gòu)形貌的影響34-35
• 2.3.3 晶種負載次數(shù)對ZnO納米結(jié)構(gòu)形貌的影響35-36
• 2.3.4 添加劑PEI對ZnO納米結(jié)構(gòu)形貌的影響36-38
• 2.3.5 生長液濃度對ZnO納米結(jié)構(gòu)形貌的影響38-39
• 2.3.6 樣品的光學(xué)透過率分析39-40
• 2.3.7 樣品表面的晶型結(jié)構(gòu)分析40-41
• 2.3.8 樣品的熱力學(xué)穩(wěn)定性分析41-42
• 2.4 本章小結(jié)42-43
• 3 聚多巴胺改性纖維表面ZnO納米結(jié)構(gòu)的生長及調(diào)控研究43-52
• 3.1 實驗原料及設(shè)備43
• 3.2 實驗方法43-45
• 3.2.1 纖維表面ZnO納米結(jié)構(gòu)的連續(xù)性生長43-44
• 3.2.2 測試與表征44-45
• 3.3 結(jié)果與討論45-50
• 3.3.1 垂直狀態(tài)放置的纖維表面形貌及晶型結(jié)構(gòu)分析45-47
• 3.3.2 水平狀態(tài)放置的纖維表面形貌及晶型結(jié)構(gòu)分析47-49
• 3.3.3 織物樣品對RhB的光催化活性49-50
• 3.4 纖維表面構(gòu)筑不同ZnO納米結(jié)構(gòu)的機理50-51
• 3.5 本章小結(jié)51-52
• 4 纖維表面Ag摻雜ZnO納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)筑及性能研究52-59
• 4.1 實驗原料及設(shè)備52-53
• 4.2 實驗方法53
• 4.2.1 纖維表面構(gòu)筑Ag摻雜ZnO納米結(jié)構(gòu)53
• 4.2.2 測試與表征53
• 4.3 結(jié)果與討論53-58
• 4.3.1 纖維表面形貌53-55
• 4.3.2 纖維表面元素分布55-56
• 4.3.3 纖維表面晶型結(jié)構(gòu)56-57
• 4.3.4 光催化性能考察57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-59
• 5 結(jié)論與展望59-60
• 5.1 結(jié)論59
• 5.2 主要創(chuàng)新點59
• 5.3 展望59-60
• 致謝60-61
• 參考文獻61-71
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄71
• 獲獎情況71-72
• 參加項目72-73

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本文編號：658699