本文關(guān)鍵詞：高效光催化劑的制備及其對(duì)3D打印塑料耗材的性能影響研究

  更多相關(guān)文章： 二氧化鈦 可見(jiàn)光催化 ABS 3D打印 抗老化

【摘要】：本論文以茶多酚或云母作為摻雜物質(zhì),對(duì)二氧化鈦進(jìn)行改性,利用溶膠凝膠法制備出含有不同摻雜量在不同溫度下煅燒的改性二氧化鈦,并探究其光催化性能。采用一系列測(cè)試手段對(duì)兩類(lèi)光催化劑的晶型、形貌、組成、比表面積、能帶結(jié)構(gòu)、光響應(yīng)范圍等進(jìn)行較詳細(xì)的表征分析；通過(guò)擠出造粒法制備了ABS/TiO_2(茶多酚改性二氧化鈦或二氧化鈦包覆云母)3D打印塑料耗材,對(duì)比注塑成型方法,研究ABS/TiO_2在熔融沉積制造(FDM)成型條件下的力學(xué)性能和抗老化性,應(yīng)用氙燈裝置系統(tǒng)地研究其光催化特性。得到主要結(jié)論如下：首先,以茶多酚為摻雜物對(duì)二氧化鈦進(jìn)行改性。將茶多酚按一定比例添加到鈦膠中,采用溶膠凝膠法在低溫條件下成功制備了可實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光降解的改性二氧化鈦,當(dāng)100 mL鈦膠中茶多酚的添加量為1.0 g,煅燒溫度為200℃時(shí)所制備光催化劑可見(jiàn)光催化效果最佳,可見(jiàn)光光照1h,甲基橙降解率達(dá)到94.8%。其次,以云母為摻雜物對(duì)二氧化鈦進(jìn)行改性。將云母按一定比例添加到鈦膠中,采用溶膠凝膠法在低溫條件下成功制備了改性二氧化鈦,當(dāng)100 mL鈦膠中云母添加量為4 g,煅燒溫度為300℃時(shí)所制備的光催化劑紫外光光催化效果最佳,紫外光光照1h,鹽酸四環(huán)素降解率達(dá)到99.5%。其三,采用擠出造粒法制備了一系列含2wt%改性TiO_2的ABS/TiO_2共混物。TiO_2改性ABS改善了ABS的綜合力學(xué)性能,自制的改性TiO_2較商業(yè)P25效果更佳。FDM成型制品效果良好,成品流暢且美觀,利于市場(chǎng)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和使用。其中ABS/茶多酚改性TiO_2,可見(jiàn)光下光照10h后,對(duì)亞甲基藍(lán)的降解率達(dá)90%。ABS/云母改性YiO_2,紫外光下光照10h后,對(duì)鹽酸四環(huán)素降解率為43.2%。最后,對(duì)ABS/TiO_2材料老化行為進(jìn)行基礎(chǔ)研究。人工老化加速15d后,兩種成型方法制備的ABS/TiO_2材料拉伸強(qiáng)度和缺口沖擊強(qiáng)度的保持率相對(duì)純ABS均有提高。FDM成型制備的ABS/TiO_2材料綜合力學(xué)性能雖然均低于注塑成型,但紫外光照15d后的保持率卻高于注塑成型。對(duì)比商業(yè)P25,本文自制的ABS/茶多酚改性YiO_2和ABS/云母改性YiO_2在抗老化作用上效果也同樣更明顯。
【關(guān)鍵詞】：二氧化鈦 可見(jiàn)光催化 ABS 3D打印 抗老化
【學(xué)位授予單位】：福建師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：O643.36
【目錄】：

• 中文摘要2-3
• Abstract3-5
• 中文文摘5-12
• 緒論12-24
• 0.1 二氧化鈦的結(jié)構(gòu)12
• 0.2 TiO_2光催化作用原理12-14
• 0.3 二氧化鈦的應(yīng)用14-15
• 0.3.1 納米TiO_2光催化領(lǐng)域的應(yīng)用14-15
• 0.3.2 納米TiO_2在塑料中的應(yīng)用15
• 0.4 TiO_2光催化劑存在的問(wèn)題15-16
• 0.5 熔融沉積制造(FDM)工藝?yán)碚?/span>16-20
• 0.5.1 FDM工藝簡(jiǎn)介16-17
• 0.5.2 熔融沉積制造工藝的基本原理17-18
• 0.5.3 FDM制品質(zhì)量的工藝參數(shù)18
• 0.5.4 3D打印塑料耗材的研究進(jìn)展18-20
• 0.6 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)紫外線老化機(jī)理20-21
• 0.7 本論文的研究目的與意義、研究?jī)?nèi)容和特色創(chuàng)新21-24
• 0.7.1 研究的目的和意義21
• 0.7.2 研究?jī)?nèi)容21-22
• 0.7.3 研究的創(chuàng)新點(diǎn)22-24
• 第一章 茶多酚改性TiO_2的制備及光催化性能研究24-38
• 1.1 前言24-25
• 1.2 實(shí)驗(yàn)部分25-26
• 1.2.1 主要實(shí)驗(yàn)藥品25
• 1.2.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器25-26
• 1.2.3 TiO_2-TP光催化劑的制備26
• 1.3 表征與測(cè)試26-29
• 1.3.1 晶相結(jié)構(gòu)26
• 1.3.2 冷場(chǎng)掃描電鏡26
• 1.3.3 透射電鏡26-27
• 1.3.4 傅立葉變換紅外光譜儀27
• 1.3.5 表面積27
• 1.3.6 紫外-可見(jiàn)漫反射27
• 1.3.7 紫外光譜分析27-28
• 1.3.8 可見(jiàn)光光催化性能評(píng)價(jià)28-29
• 1.4 結(jié)果與討論29-35
• 1.4.1 X射線衍射譜圖分析29
• 1.4.2 掃描電鏡和(高分辨)透射電鏡分析29-30
• 1.4.3 紅外譜圖分析30-32
• 1.4.4 N_2等溫吸附-脫附曲線分析32-33
• 1.4.5 紫外-可見(jiàn)漫反射譜圖分析33
• 1.4.6 可見(jiàn)光催化性能研究33-35
• 1.5 本章小結(jié)35-38
• 第二章 云母包覆TiO_2的制備及其光催化性能研究38-48
• 2.1 前言38
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分38-40
• 2.2.1 主要實(shí)驗(yàn)藥品38-39
• 2.2.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器39-40
• 2.2.3 TiO_2-mica光催化劑的制備40
• 2.3 表征與測(cè)試40-41
• 2.3.1 晶相結(jié)構(gòu)40
• 2.3.2 冷場(chǎng)掃描電鏡40
• 2.3.4 傅立葉變換紅外光譜儀40-41
• 2.4 紫外光光催化性能評(píng)價(jià)41-42
• 2.4.1 紫外光光催化實(shí)驗(yàn)裝置41
• 2.4.2 TiO_2-mica光催化降解鹽酸四環(huán)素41-42
• 2.5 結(jié)果與討論42-46
• 2.5.1 X射線衍射譜圖分析42
• 2.5.2 掃描電鏡分析42-43
• 2.5.3 紅外譜圖分析43-44
• 2.5.4 紫外光催化性能研究44-46
• 2.6 本章小結(jié)46-48
• 第三章 3D打印制備ABS/TiO_2塑料耗材及其性能分析48-62
• 3.1 前言48
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分48-51
• 3.2.1 主要設(shè)備與儀器48-49
• 3.2.2 主要實(shí)驗(yàn)藥品49
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)配方設(shè)計(jì)49-50
• 3.2.4 試樣的制備50-51
• 3.3 性能測(cè)試與表征51-52
• 3.3.1 力學(xué)性能51
• 3.3.2 表面形態(tài)51
• 3.3.3 熔體流動(dòng)速率51
• 3.3.4 光催化性能評(píng)價(jià)51-52
• 3.4 結(jié)果與討論52-59
• 3.4.1 注塑成型和3D打印不同方法制備樣條力學(xué)性能分析52-53
• 3.4.2 形態(tài)結(jié)構(gòu)分析53-56
• 3.4.3 熔體流動(dòng)速率分析56-57
• 3.4.4 光催化性能分析57-59
• 3.5 3D打印產(chǎn)品展示59
• 3.6 本章小結(jié)59-62
• 第四章 ABS/TiO_2材料老化行為基礎(chǔ)研究62-68
• 4.1 前言62
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分62-63
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)原料和設(shè)備62-63
• 4.2.2 基礎(chǔ)配方設(shè)計(jì)63
• 4.3 性能測(cè)試與表征63
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析63-67
• 4.4.1 注塑成型制備的ABS/TiO_2材料光照前后力學(xué)性能分析63-65
• 4.4.2 3D打印制備的ABS/TiO_2材料光照前后力學(xué)性能分析65-67
• 4.5 本章小結(jié)67-68
• 第五章 結(jié)論與展望68-72
• 5.1 結(jié)論68-69
• 5.2 展望69-72
• 附錄 172-74
• 附錄 274-76
• 參考文獻(xiàn)76-86
• 攻讀學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果86-88
• 致謝88-90
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷90-94

【相似文獻(xiàn)】

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