本文關鍵詞：再生纖維素球形復合氣凝膠的制備及光催化性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《東北林業(yè)大學》 2015年

再生纖維素球形復合氣凝膠的制備及光催化性能研究

楊少麗  

【摘要】：本文以再生竹纖維為原材料,通過懸浮滴定法制備出球形纖維素氣凝膠。結合球形纖維素氣凝膠在不同制備條件下的差異,探討了不同的制備容器和干燥設備對氣凝膠結構、密度以及孔隙分布的影響。同時,利用模板法將TiO2、FeO3、ZnO粒子引入到球形纖維素氣凝膠中,經(jīng)高溫燒結爐煅燒,制備出具有較強光催化性能的功能性無機材料。對于大小尺寸可控的球形纖維素氣凝膠,經(jīng)SEM和XRD分析表明,樣品是具有疏松多孔的網(wǎng)絡狀結構的Ⅱ型纖維素；經(jīng)全自動物理吸附分析儀分析表明,使用中等尺寸的滴定容器制備出的氣凝膠具有較好的孔隙分布,其比表面積最大,孔徑最小,數(shù)值分別為26725m2/g,11.09nm;與現(xiàn)有報道的纖維素氣凝膠的制備方法相比,該方法大大降低了氣凝膠的密度,密度僅為37mg/cm3;與原料竹纖維相比,再生后制得的球形纖維素氣凝膠的熱穩(wěn)定性略有提高。對于不同的干燥方法制備的球形纖維素氣凝膠,經(jīng)SEM及密度分析表明,常溫干燥法制得的氣凝膠結構過于致密化,密度最大,數(shù)值為1151mg/cm3,而冷凍干燥法和超臨界CO2干燥法制備的氣凝膠均為疏松多孔的網(wǎng)絡狀結構,且密度相差不大,數(shù)值分別為37mg/cm3,34.3mg/cm3;經(jīng)全自動物理吸附分析儀分析表明,3種樣品的孔徑依次為11.48nm,12.41nm,11.02nm,但常溫干燥法制備的樣品的比表面積要明顯小于其它兩種方法制備的樣品,因此,實驗室制備氣凝膠最好應選性價比較高的冷凍干燥方法。對于球形纖維素醇凝膠模板法制備的球形介孔Yi02氣凝膠,經(jīng)SEM及TEM分析表明,球形Ti02氣凝膠具有疏松多孔的網(wǎng)絡狀結構,在一定范圍內,樣品的形貌隨TBOT濃度的增大由不規(guī)則的類球形向規(guī)則的球形轉變；經(jīng)XRD和XPS分析表明,3種樣品均具有銳鈦礦結構,其組成成分中O元素是以晶格氧、羥基氧和物理吸附氧3種化學態(tài)形成存存；經(jīng)全自動物理吸附分析儀分析表明,球形Ti02氣凝膠的比表面積和孔徑分別在110～150m2/g和12-17nm范圍內波動,其中由5.OmLTBOT制備的樣品的比表面積最大,為149.95m2/g,其它兩個樣品分別為12932m2/g,111.88m2/g,二者相差不大；另外,樣品具有較強的紫外催化活性,在90min內對MO的降解率最高可達92.9%,是一種性能優(yōu)良的光催化材料。對于球形纖維素水凝膠模板法制備的球形Fe203介孔材料,經(jīng)SEM和TEM分析表明,介孔Fe203材料是由無數(shù)個球形納米Fe203粒子堆積在一起形成的,并且在一定范圍內,樣品的形貌隨FeCl2·4H2O濃度的增大由規(guī)則的球形向不規(guī)則的類球形轉變；經(jīng)XRD分析表明,4種樣品均為α-Fe2O3結構,其結晶度和粒徑隨原料FeCl2-4H2 O的添加量的增大而增大；經(jīng)全自動物理吸附分析儀分析表明,介孔α-Fe2O3的比表面積和孔徑分別在7.24～17.92m2/g和6-35nm范圍內波動,其中由0025mol FeCl2·4H2O制備的樣品的比表面積最大,為17.92m2/g；經(jīng)可見光催化性能分析表明,模板法制備的介孔α-Fe2O3材料在150min內對RhB有極高的催化活性,降解率可達90%。對于球形纖維素水凝膠模板法制備的齒輪狀ZnO納米材料,經(jīng)SEM和TEM分析表明,樣品呈齒輪狀形態(tài),并且在低濃度的二水合乙酸鋅下,ZnO為三維花狀結構,形貌規(guī)整,大小均一,平均粒徑在50nm以下；經(jīng)XRD分析表明,該法制備的齒輪狀ZnO為六方纖鋅礦結構；經(jīng)紫外光催化性能分析表明,模板法制備的齒輪狀ZnO納米材料在150min內對孔雀石綠有較高的催化活性,降解率可達85%,是一種性能優(yōu)良的光催化材料。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB33;TQ427.26
【目錄】：

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