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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
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