本文關(guān)鍵詞：納米ZnO及其復(fù)合材料的制備及性能研究

  更多相關(guān)文章： 納米ZnO Pd/ZnO納米復(fù)合材料 光催化 降解 抗菌

【摘要】：ZnO納米材料由于其形貌與結(jié)構(gòu)的多樣性被廣泛應(yīng)用于抗菌、光催化、傳感器和太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化等領(lǐng)域,同時(shí)ZnO納米材料的不同形貌對(duì)其性能起著決定性的作用。目前,ZnO納米材料作為無(wú)機(jī)抗菌材料,在抗菌領(lǐng)域的應(yīng)用研究已經(jīng)受到國(guó)內(nèi)外科研工作者的廣泛關(guān)注,然而現(xiàn)有的ZnO抗菌材料存在著原料昂貴、制備過(guò)程繁瑣和殺菌效率較低等問(wèn)題。為了解決該問(wèn)題,本論文主要從廉價(jià)、快速、規(guī)模制備形貌可控的ZnO納米材料以及Pd/ZnO納米復(fù)合材料出發(fā),并研究不同形貌的ZnO納米材料以及Pd/ZnO納米復(fù)合材料的光催化性能和抗菌性能,主要進(jìn)行了如下研究：(1)研究不同形貌的ZnO納米材料以及Pd/ZnO納米復(fù)合材料的制備方法。以鋅粉和醋酸鋅為原料,利用化學(xué)氣相沉積法可以制備出四足狀、片狀的納米ZnO,利用水熱法可以制備出花狀納米ZnO,利用抗壞血酸還原氯鈀酸鈉法成功制備出Pd納米立方體,通過(guò)控制鹵離子的加入量,可以調(diào)控Pd納米立方體的尺寸,通過(guò)Pd立方體與ZnO納米材料復(fù)合成功制備不同形貌的Pd/ZnO納米復(fù)合材料,利用SEM、TEM、XRD對(duì)其形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。(2)研究不同形貌ZnO及Pd/ZnO納米復(fù)合材料降解甲基橙的性能。通過(guò)紫外光譜、標(biāo)準(zhǔn)曲線和光照實(shí)驗(yàn)證實(shí)了甲基橙溶液的光穩(wěn)定性,以四足狀形貌納米ZnO為例確定光催化降解的最佳條件,并在最佳條件下,對(duì)三種形貌納米ZnO和Pd/ZnO納米復(fù)合材料的光催化降解效果進(jìn)行比較,采用紫外-可見(jiàn)吸收光譜進(jìn)行表征,研究發(fā)現(xiàn)納米ZnO和Pd/ZnO納米復(fù)合材料降解效果順序?yàn)椋骸八淖銧睢薄捌瑺睢薄盎睢�。主要原因是：四足狀納米ZnO的分枝結(jié)構(gòu)可以減少分子間團(tuán)聚,并且表面存在較多的氧缺陷和反應(yīng)活性位點(diǎn),因此可以捕獲較多的光生電子從而提高光催化活性,而花狀納米ZnO的反應(yīng)活性位點(diǎn)少、分子間易團(tuán)聚,導(dǎo)致其降解效果最差。(3)研究不同形貌的ZnO及Pd/ZnO納米材料對(duì)大腸桿菌的抗菌性能。對(duì)非光照條件下“四足狀”、“片狀”、“花狀”納米ZnO和Pd/ZnO納米復(fù)合材料的抗菌性能進(jìn)行研究,研究發(fā)現(xiàn)納米ZnO和Pd/ZnO納米復(fù)合材料抗菌效果順序?yàn)椋骸八淖銧睢薄捌瑺睢薄盎睢�。系統(tǒng)研究可見(jiàn)光作用下四足狀納米ZnO和Pd/ZnO納米復(fù)合材料抗菌性能,發(fā)現(xiàn)光照后納米ZnO抗菌率可提高20%,Pd/ZnO納米復(fù)合材料抗菌率可提高38.7%。研究四足狀納米ZnO和Pd/ZnO納米復(fù)合材料在不同時(shí)間間隔下的抗菌率,發(fā)現(xiàn)在氙燈光源作用下,四足狀納米ZnO和Pd/ZnO納米復(fù)合材在60 min時(shí)抗菌率能達(dá)到98%；在可見(jiàn)光的作用下,四足狀納米ZnO在60 min時(shí)抗菌率能達(dá)到85%,Pd/ZnO納米復(fù)合材料在30 min時(shí)抗菌率可達(dá)到100%。主要原因是：光致激發(fā)使納米ZnO產(chǎn)生電子和空穴,進(jìn)而生成具有強(qiáng)氧化性基團(tuán),使細(xì)菌的代謝及繁殖能力受到抑制或者因細(xì)胞膜分解而死亡。四足狀納米ZnO表面存在較多的氧缺陷和反應(yīng)活性位點(diǎn),能夠生成更多的強(qiáng)氧化性基團(tuán),增強(qiáng)其抗菌能力,花狀納米ZnO生成強(qiáng)氧化性基團(tuán)少,比表面積小,與細(xì)菌接觸面積降低減弱抗菌效果。
【關(guān)鍵詞】：納米ZnO Pd/ZnO納米復(fù)合材料 光催化 降解 抗菌
【學(xué)位授予單位】：遼寧大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TQ132.41;TB333
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 引言14-30
• 0.1 選題背景14
• 0.2 納米ZnO的概述14-20
• 0.2.1 納米ZnO的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)14-16
• 0.2.2 納米ZnO的形貌16-17
• 0.2.3 納米ZnO的制備方法17-19
• 0.2.4 納米ZnO的應(yīng)用19-20
• 0.3 光催化技術(shù)的研究進(jìn)展20-27
• 0.3.1 常見(jiàn)光催化劑的種類(lèi)20-21
• 0.3.2 光催化反應(yīng)原理21-23
• 0.3.3 提高光催化反應(yīng)活性途徑23-25
• 0.3.4 納米ZnO光催化原理25-27
• 0.4 抗菌劑的研究進(jìn)展27-28
• 0.5 本文的研究目的、內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)28-30
• 0.5.1 研究目的28
• 0.5.2 研究?jī)?nèi)容28
• 0.5.3 本文創(chuàng)新點(diǎn)28-30
• 第1章 ZnO和Pd/ZnO納米復(fù)合材料的制備及其表征30-42
• 1.1 引言30-31
• 1.2 實(shí)驗(yàn)部分31-34
• 1.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與藥品31
• 1.2.2 納米ZnO的制備31-32
• 1.2.3 Pd納米立方體的制備32-33
• 1.2.4 納米Pd/ZnO復(fù)合材料的制備33
• 1.2.5 結(jié)構(gòu)表征與分析33-34
• 1.3 結(jié)果與討論34-40
• 1.3.1 不同納米材料的電鏡表征34-39
• 1.3.2 不同納米材料的XRD分析39-40
• 1.4 本章小結(jié)40-42
• 第2章 ZnO和Pd/ZnO納米復(fù)合材料光催化降解甲基橙的研究42-55
• 2.1 引言42-43
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分43-44
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與藥品43
• 2.2.2 MO溶液吸光度-濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線43
• 2.2.3 納米ZnO光催化降解實(shí)驗(yàn)43-44
• 2.3 結(jié)果與討論44-54
• 2.3.1 MO溶液的表征分析44-46
• 2.3.2 ZnO和Pd/ZnO光催化降解條件的選擇46-54
• 2.4 本章小結(jié)54-55
• 第3章 ZnO和Pd/ZnO納米復(fù)合材料光催化抗菌效果研究55-65
• 3.1 引言55-56
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分56-57
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器與藥品56
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)藥品56
• 3.2.3 LB培養(yǎng)基的配制56
• 3.2.4 光催化抗菌實(shí)驗(yàn)過(guò)程56-57
• 3.3 結(jié)果與討論57-64
• 3.3.1 非光照條件下不同形貌ZnO抗菌性能分析57-58
• 3.3.2 非光照條件下不同形貌Pd/ZnO抗菌性能分析58-59
• 3.3.3 光照與非光照條件下四足狀ZnO抗菌性能分析59-60
• 3.3.4 氙燈光源條件下ZnO及Pd/ZnO的抗菌率分析60-61
• 3.3.5 可見(jiàn)光條件下四足狀ZnO及四足狀Pd/ZnO的抗菌性能分析61-63
• 3.3.6 可見(jiàn)光條件下四足狀ZnO及四足狀Pd/ZnO抗菌率分析63
• 3.3.7 可見(jiàn)光條件下四足狀ZnO及四足狀Pd/ZnO抗菌率分析63-64
• 3.4 本章小結(jié)64-65
• 第4章 結(jié)論與展望65-67
• 4.1 結(jié)論65-66
• 4.2 展望66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及參加科研情況73

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