木材作為一種可持續(xù)再生的天然材料,廣泛應用于社會生產(chǎn)生活的各個領域。但木材存在易受污染、吸水膨脹、尺寸穩(wěn)定性差等缺點,這些問題會大大降低木材耐久性、縮短木材使用壽命、限制木材應用范圍。本研究通過賦予木材光催化活性、提高木材疏水性和尺寸穩(wěn)定性的方式改善木材易被污染、易開裂變形的缺點,旨在實現(xiàn)木材的功能化改良,探索一種環(huán)保、簡便、有效的木材改性方法。具體內(nèi)容如下:本研究采用直接負載類石墨相氮化碳(g-C3N4)的方式對木材表面進行改性,采用不同濃度的鹽酸對塊狀g-C3N4進行質(zhì)子化處理,通過真空浸漬的方法利用質(zhì)子化后的g-C3N4對木材進行表面改性。優(yōu)選出效果最好的改性木材為12 mol/L鹽酸處理得到的g-C3N4改性的木材。結果顯示,真空浸漬的方法成功將g-C3N4負載在木材表面,g-C3N4賦予了木材光催化性能,經(jīng)過預處理的木材尺寸穩(wěn)定性有微弱提升。為強化g-C3N4的改性效果,在浸漬g-C3N4后直接對改性木材進行熱處理。熱處理能夠明顯提高固定在木材表面的g-C3N4的牢固程度。同時,由于熱處理后木材表面負載g-C3N4量增加,熱處理改性木材的光催化活性也有一定的提升。熱處理明顯提升了改性木材的疏水性和尺寸穩(wěn)定性,且熱處理g-C3N4改性的木材的尺寸穩(wěn)定性高于同溫度下熱處理的素材的尺寸穩(wěn)定性。以光催化性和疏水性為依據(jù),改性木材的最佳熱處理溫度為210℃。為了進一步提高木材的疏水性及尺寸穩(wěn)定性,采用在木材表面負載類石墨相氮化碳/二氧化鈦(g-C3N4/TiO2)復合涂層后利用低表面能物質(zhì)三氯十八烷基硅烷(OTS)疏水改性的方法,制備了具有一定的光催化活性、良好的疏水性和優(yōu)異的尺寸穩(wěn)定性的木質(zhì)基復合材料。g-C3N4與Ti02相互摻雜有效地提高了兩者的光催化活性,并且其在紫外光下具有十分優(yōu)異的光催化能力。經(jīng)過g-C3N4/Ti02/OTS復合材料改性后,改性木材的尺寸穩(wěn)定性和疏水性都有大幅度提升。
【學位單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：S781.7
【部分圖文】：

?蜜瓜胺?３??圖１－１熱聚合法合成類石墨相氮化碳的過程??Ｆｉｇ．?１－１?Ｔｈｅ?ｐｒｏｃｅｓｓ?ｆｏｒ?ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｉｎｇ?ｇｒａｐｈｉｔｉｃ－ｐｈａｓｅ?ｃａｒｂｏｎ?ｎｉｔｒｉｄｅ?ｂｙ?ｔｈｅｒｍａｌ?ｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ??１．４．３類石墨相氮化碳的改性??如前所述，最廣泛使用的制備ｇ－Ｃ３Ｎ４的方法就是煅燒富氮前驅(qū)體。但通常情況??下，直接制備得到的產(chǎn)物比表面積較�。ㄒ话阈∮冢保�?ｍ２／ｇ），光生電子空穴對重組率??較高，光催化活性有限。針對這些問題，研宄者們采用形貌調(diào)控、元素摻雜、強酸處??理、半導體復合等方法對ｇ－Ｃ３Ｎ４進行改性。??Ｚｈａｏ等網(wǎng)利用ＳＢＡ－１５為模板，六亞甲基四胺為前驅(qū)體制備出具有超高孔隙率和??超大比表面積的ｇ－Ｃ３Ｎ４材料。Ｚｈａｎｇ等［５７］在空氣中熱解雙氰胺制備了多孔類石墨相氮化??碳材料，該材料在可見光下對亞甲基藍和苯酚有著高效的光催化降解能力。對ｇ－Ｃ３Ｎ４??進行元素摻雜也可以提高ｇ－Ｃ３Ｎ４的光催化活性。Ｈｕ等［５８］以雙氰胺和磷酸氫二銨為前驅(qū)??體，采用煅燒的方法制備了磷摻雜的ｇ－Ｃ３Ｎ４。磷的摻雜可以降低帶隙能，提高光生電子??空穴對的分離效率，并且間質(zhì)Ｐ摻雜能更有效地提高光降解羅丹明Ｂ的催化活性。??酸處理也是ｇ－Ｃ３Ｎ４改性研宄中的熱點方向。王心晨等［５９］采用濃硝酸對ｇ－Ｃ３Ｎ４進行??剪切處理得到ｇ－Ｃ３Ｎ４膠體懸浮液

根據(jù)Ｌａｍｂｅｒｔ－Ｂｅｅｒ定律，溶液的吸光度與濃度線性相關，可以通過測試羅丹明Ｂ??在特定波長下的吸光度，以確定其濃度大小。用紫外分光光度計進行光譜掃描，確定羅丹??明Ｂ的最大吸收波長為５５４?ｎｍ?（圖２－２）。在５５４?ｎｍ波長下，確定不同濃度的羅丹明??Ｂ對應的吸光度。通過繪制標準曲線確定羅丹明Ｂ溶液的濃度與吸光度之間的線性關??系，標準曲線如圖２－３所示。??２５?［?Ａ?＂：?．??２。?１＼?，〇?；??趙４?／１?ｗ：??Ｉ?＼?ｇ〇－６－?Ｘ??［?／?Ｉ?。４?－??〇．葉?／?－??＼?〇ｊ－?＾??０．０?ｋ????＾?？??｜?，?Ｉ?，?Ｉ?，?Ｉ?，?Ｉ?Ｑ?Ｑ?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ?■?Ｉ?．?ｔ?．?Ｉ?．?Ｉ?■?Ｉ?．?Ｉ?．?Ｉ??４００?５００?６００?７００?８００?０．０?０．５?１．０?１．５?２．０?２．５?３．０?３．５?４．０?４．５??波長／ｎｍ?濃度ｍｇ／Ｌ??圖２－２羅丹明Ｂ溶液的吸收光譜圖?圖２－３羅丹明Ｂ溶液的標準曲線??Ｆｉｇ．?２－２?Ａｂｓｏｒｐｔｉｏ

ＳＨｐｉ＃＇１?…，??圖２－１?ＯＣＡ２０視頻光學接觸角測量儀??Ｆｉｇ．?２－１?Ｔｈｅ?ＯＣＡ２０?ｖｉｄｅｏ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｃｏｎｔａｃｔ?ａｎｇｌｅ?ｍｅａｓｕｒｉｎｇ?ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ??（６）光催化性能測試??采用多通道光催化反應儀對木材試樣進行光催化性能測試。使用羅丹明Ｂ作為目標??污染物，配置２?ｍｇ／Ｌ的羅丹明Ｂ溶液，取３０?ｍＬ羅丹明Ｂ溶液于５０?ｍｌ小燒杯中，將??木材試樣浸沒于盛有羅丹明Ｂ溶液的小燒杯中，木材試樣的光催化有效面積為３０??ｍｍｘ３０?ｍｍ，將小燒杯放入多通道光催化反應儀中，以４２０?ｎｍ波長可見光照射，溫度??控制在２０°Ｃ？３０°Ｃ范圍內(nèi)，每間隔３０?ｍｉｎ取樣一次。??根據(jù)Ｌａｍｂｅｒｔ－Ｂｅｅｒ定律，溶液的吸光度與濃度線性相關，可以通過測試羅丹明Ｂ??在特定波長下的吸光度，以確定其濃度大小。用紫外分光光度計進行光譜掃描，確定羅丹??明Ｂ的最大吸收波長為５５４?ｎｍ?（圖２－２）。在５５４?ｎｍ波長下，確定不同濃度的羅丹明??Ｂ對應的吸光度。通過繪制標準曲線確定羅丹明Ｂ溶液的濃度與吸光度之間的線性關??系，標準曲線如圖２－３所示。??＂
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本文編號：2855694