本文關鍵詞：氧化纖維素負載敏化二氧化鈦的制備與性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本文首先用高碘酸鈉對纖維素進行選擇性氧化,再用高錳酸鉀進一步氧化,獲得局部氧化的雙羧基纖維素,然后在二氧化鈦懸濁液里超聲處理而負載二氧化鈦,最后用葉綠素銅鈉溶液浸泡,獲得負載有敏化二氧化鈦的纖維素材料。通過實驗確定了較合理的參數(shù)值:高碘酸鈉濃度為0.05 mol·L-1時,在40℃下對纖維素氧化4 h,然后在60℃下氧化40 min;40℃下,高錳酸鉀(0.4 mol·L-1)氧化20 min;二氧化鈦處理時,超聲兩次,二氧化鈦含量為0.0120 g·(50 mL)-1;葉綠素銅鈉含量為0.0100 g·(50 mL)-1,敏化時間為10 h。通過傅里葉紅外光譜(FTIR),熱場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM),X射線衍射(XRD)等表征手段可以確定二氧化鈦較均勻地負載在纖維素非織造布上,且其表面被葉綠素銅鈉敏化。對制備的材料進行性能測試,包括:光催化性能,耐皂洗牢度,抗紫外性能,熱性能。(1)光催化降解羅丹明B,當降解時間為1 h時,降解速率開始增大,因為當時的太陽光強度增大,同一時刻下,可見光和紫外光數(shù)量增多,有利于提供充足的光能;當光降解時間為3 h時,負敏材料(負載敏化二氧化鈦的氧化纖維素材料)將羅丹明B完全光催化降解,而鈦(二氧化鈦納米顆粒)和負鈦材料(負載二氧化鈦的氧化纖維素材料)作用下的最后殘存率分別為89.0%、71.0%。負敏材料響應太陽光的能力較強,提高了對太陽光的利用率。經(jīng)洗滌15次以后,負敏材料3.5 h將羅丹明B完全降解,說明其依然有較好的光催化降解羅丹明B的能力。(2)光催化降解甲醛溶液,在日光燈下,負敏材料對甲醛的降解能力最強,5 h后,甲醛去除率達到28.9%,而鈦和負鈦材料的去除率都小于10.0%。經(jīng)洗滌15次后,負敏材料的去除率為23.2%,仍然有較強地去除甲醛的能力。(3)皂洗色牢度,當洗滌3~18次后,色牢度均能達到3~4級。(4)抗紫外性能,洗滌15次后,材料的抗紫外性能降低,但仍然具有較好的抗紫外效果。(5)熱重曲線(TG)分析可知,原樣品和負敏材料的最后殘留率分別為11.6%,21.0%,而負敏材料中敏化二氧化鈦占的比重約為3.1%,表明負載在纖維素材料上的敏化二氧化鈦阻燃作用明顯。熱重微分曲線(DTG)分析可知,在初始降解階段,負敏材料的失重速率較快;在主要降解階段,原樣品的降解速率迅速增大,很快超過負敏材料;降解速率最大值超前33℃,說明敏化二氧化鈦催化了纖維素反應;殘渣降解階段,負敏材料的降解速率高于原樣品,但降解最大速率滯后10℃,說明敏化二氧化鈦在第二階段催化纖維脫水成炭,但生成的碳質(zhì)殘渣在高溫不穩(wěn)定。綜合TG和DTG分析可知,敏化二氧化鈦有利于提高纖維材料的阻燃性能。(6)極限氧指數(shù)(LOI),原樣品屬于易燃材料(LOI22),而負敏材料屬于難燃材料(LOI27)。說明引入的敏化二氧化鈦起到了較好的阻燃效果。
【關鍵詞】：高碘酸鈉 氧化纖維素 二氧化鈦 葉綠素銅鈉 光催化降解 抗紫外性能 熱性能
【學位授予單位】：浙江理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ134.11;TQ352.1
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-22
• 1.1 引言11
• 1.2 二氧化鈦材料11-20
• 1.2.1 二氧化鈦的光催化機理11-13
• 1.2.2 二氧化鈦的改性13-17
• 1.2.2.1 金屬改性13-14
• 1.2.2.2 非金屬離子摻雜14-15
• 1.2.2.3 元素共摻雜15-16
• 1.2.2.4 半導體復合16
• 1.2.2.5 染料敏化16-17
• 1.2.3 二氧化鈦的應用17-20
• 1.2.3.1 光催化制氫17-18
• 1.2.3.2 空氣凈化18
• 1.2.3.3 殺菌18-19
• 1.2.3.4 降解污染物19
• 1.2.3.5 自清潔19-20
• 1.3 葉綠素銅鈉敏化二氧化鈦20
• 1.4 纖維素負載二氧化鈦20-21
• 1.5 課題的思路及主要研究內(nèi)容21-22
• 第二章 氧化纖維素負載二氧化鈦的制備22-37
• 2.1 實驗部分22-26
• 2.1.1 實驗材料與儀器22
• 2.1.2 材料的制備機理22-24
• 2.1.3 工藝流程24-25
• 2.1.4 高碘酸鈉氧化工藝優(yōu)選25
• 2.1.5 高錳酸鉀氧化工藝優(yōu)選25
• 2.1.6 二氧化鈦處理工藝優(yōu)選25
• 2.1.7 葉綠素銅鈉處理工藝優(yōu)選25
• 2.1.8 測試與表征25-26
• 2.2 結(jié)果與討論26-36
• 2.2.1 高碘酸鈉氧化工藝優(yōu)選26-28
• 2.2.2 高錳酸鉀的氧化時間對K/S值的影響28
• 2.2.3 二氧化鈦處理工藝優(yōu)選28-30
• 2.2.4 葉綠素銅鈉處理工藝優(yōu)選30
• 2.2.5 氧化效果分析30-32
• 2.2.6 二價錳離子檢測分析32
• 2.2.7 微觀結(jié)構(gòu)分析32-35
• 2.2.7.1 高錳酸鉀氧化微觀結(jié)構(gòu)分析32-33
• 2.2.7.2 二氧化鈦負載及著色分析33-34
• 2.2.7.3 敏化二氧化鈦顆粒分散分析34-35
• 2.2.8 XRD分析35-36
• 2.3 本章小結(jié)36-37
• 第三章 負載敏化二氧化鈦纖維材料的性能測試37-44
• 3.1 實驗材料和儀器37
• 3.2 實驗方法37-39
• 3.2.1 光催化降解羅丹明B性能測定37
• 3.2.2 光催化降解甲醛溶液測定37-38
• 3.2.3 耐皂洗測試38
• 3.2.4 抗紫外性能測試38
• 3.2.5 熱性能測試38-39
• 3.2.6 極限氧指數(shù)測試39
• 3.3 結(jié)果與討論39-43
• 3.3.1 光催化降解羅丹明B分析39-40
• 3.3.2 光催化降解甲醛溶液分析40
• 3.3.3 皂洗色牢度分析40-41
• 3.3.4 抗紫外性能分析41
• 3.3.5 熱性能分析41-42
• 3.3.6 阻燃性分析42-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第四章 全文總結(jié)與展望44-46
• 4.1 全文總結(jié)44-45
• 4.2 展望45-46
• 參考文獻46-57
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文情況57-58
• 致謝58

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