26213.木質(zhì)素輔助微納結(jié)構(gòu)zno的制備及其性能研究

1、學(xué)校代碼：10225學(xué)號：S14127學(xué)位論文木質(zhì)素輔助微／納結(jié)構(gòu)ZnO的制備及其性能研究指導(dǎo)教師姓名：申請學(xué)位級別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：苗婷婷郭元茹副教授東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)：林產(chǎn)化學(xué)加工工程2014年4月論文答辯日期：2014年6月東北林業(yè)大學(xué)授予學(xué)位日期：答辯委員會主席：論文評閱人：聾必櫛景大學(xué)摘要摘要微納結(jié)構(gòu)ZnO，由于尺寸小，比表面積大，表現(xiàn)出優(yōu)于普通ZnO的諸多性能，且其性能的表現(xiàn)受其結(jié)構(gòu)和形貌影響較大。伴隨著環(huán)

2、境污染與能源危機，可再生生物質(zhì)資源的利用就顯得舉足輕重。本論文以利用制漿造紙廢棄物木質(zhì)素基生物質(zhì)資源為出發(fā)點，輔助制備具有不同形貌的ZnO微納結(jié)構(gòu)晶體材料，并對所制備的ZnO晶體性能進行研究。首先，利用堿木質(zhì)素輔助制各微納結(jié)構(gòu)ZnO晶體。為了增加堿木質(zhì)素的表面活性，對其進行胺化改性，并以改性后的木質(zhì)素胺為表面活性劑，利用直接沉淀法制備ZnO晶體。XRD結(jié)果表明，所制備的ZnO為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)且具有很高的純度和結(jié)晶度。木質(zhì)素胺加入量對Zn

3、O晶體的形貌和比表面積都有影響，當木質(zhì)素胺加入量為10mL時，所制各樣品為錐形花瓣組成的花狀結(jié)構(gòu)，比表面積達到215mg1。實驗探討了堿濃度對樣品形貌的影響。當木質(zhì)素胺的用量一定時，堿濃度及總的離子濃度對晶粒的最終形貌都有影響，堿濃度增大，ZnO呈現(xiàn)出碎片形貌。室溫光致發(fā)光測試表明當以木質(zhì)素胺為表面活性劑時，所制備材料均在389nin的紫外發(fā)光帶和中心在550nm的可見發(fā)光帶產(chǎn)生發(fā)射峰，堿濃度和木質(zhì)素胺的用量可影響ZnO的紫外發(fā)射峰和可

4、見發(fā)射峰的強度。其次，利用木質(zhì)素磺酸鈉在水溶劑中輔助制備微納結(jié)構(gòu)ZnO。實驗表明，木質(zhì)素磺酸鈉的用量會對ZnO的形貌產(chǎn)生影響。通過改變木質(zhì)素磺酸鈉的量，制備了顆粒棒狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)片結(jié)構(gòu)和準球形結(jié)構(gòu)的ZnO晶體材料。TEM分析表明，木質(zhì)素磺酸鈉用量為lOg時所制備的ZnO為網(wǎng)片狀結(jié)構(gòu)，擁有豐富的介孔和大孔，該形貌可以大大促進光催化過程中質(zhì)量的傳輸。光催化降解亞甲基藍實驗表明，當紫外光照射功率大于或等于8w的時候，網(wǎng)片結(jié)構(gòu)ZnO具有很高的光降解

5、效率(95％以上)。同時，光致發(fā)光測試表明，加入木質(zhì)素磺酸鈉可以提高ZnO紫外光發(fā)光強度和可見光發(fā)光強度的比例。最后，采用木質(zhì)素磺酸鈉在水和醇混合溶劑中輔助制備三維多級結(jié)構(gòu)ZnO晶體。SEM結(jié)果表明該ZnO是由或平行或垂直的圓片亞結(jié)構(gòu)堆疊而成。木質(zhì)素磺酸鈉的用量和乙醇的存在對三維花狀形貌ZnO的形成有著重要的影響。TEM和BET結(jié)果表明。三維花狀ZnO具有多孔結(jié)構(gòu)，比表面積達到829m2g一，遠高于不添加表面活性劑時樣品的比表面積(16