微納結(jié)構(gòu)材料的制備及其應(yīng)用性能研究.pdf

1、在眾多的金屬氧化物半導(dǎo)體中，TiO2以其無(wú)毒，性質(zhì)穩(wěn)定，抗腐蝕和價(jià)格低廉等突出優(yōu)點(diǎn)，成為目前研究最熱和最具有發(fā)展?jié)摿Φ墓獯呋瘎?，在污水處理，空氣凈化，石油污染物的清理，抗菌，農(nóng)藥降解等方面均得到了廣泛的應(yīng)用。無(wú)機(jī)微納結(jié)構(gòu)功能材料由于綜合了物質(zhì)本征效應(yīng)，納米尺度效應(yīng)和組合效應(yīng)所產(chǎn)生的多功能性使其成為納米材料研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一，并在催化、超疏水、水處理、能量轉(zhuǎn)換，藥物運(yùn)輸?shù)确矫婢哂袕V闊的應(yīng)用價(jià)值。因此，開(kāi)發(fā)簡(jiǎn)單、實(shí)用，可靠的化學(xué)法控制合成微

2、納結(jié)構(gòu)材料、探索其新的應(yīng)用功能將具有重要的理論和實(shí)際意義。本論文主要遵循以設(shè)計(jì)合成為基礎(chǔ)，應(yīng)用功能為導(dǎo)向的研究思想，突出材料低廉，方法簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。在水熱反應(yīng)體系中，通過(guò)反應(yīng)物料的選擇和反應(yīng)條件的調(diào)控，設(shè)計(jì)合成了一系列分級(jí)微納結(jié)構(gòu)材料，并探究了制備合成分級(jí)微納結(jié)構(gòu)材料的主要影響因素。同時(shí)，對(duì)這些分級(jí)微納結(jié)構(gòu)材料的光催化性能，超疏水性能等方面的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)和全面的研究，具體內(nèi)容包括：
　　1、微納結(jié)構(gòu)TiO2
　　SiO2

3、/PVA納米纖維膜的制備及其光催化應(yīng)用性能研究
　　首先制備了TiO2
　　SiO2核殼中空納米粒子，其中，TiO2內(nèi)核和SiO2殼層之間擁有2-3nm的空間層，使得在載體上負(fù)載成為可能。然后通過(guò)靜電紡絲技術(shù)制備出微納結(jié)構(gòu)TiO2
　　SiO2/PVA纖維膜，其中，紡絲電壓，推進(jìn)速度，接收距離，紡絲溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)PVA纖維的形貌具有重要影響， TiO2
　　SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是影響微納結(jié)構(gòu)TiO2
　　Si

4、O2/PVA纖維形貌的關(guān)鍵因素。通過(guò)熱重分析可知，TiO2
　　SiO2核殼中空納米粒子的負(fù)載量為43％。由于微米尺度的PVA纖維的存在，使TiO2
　　SiO2核殼中空納米粒子得到了高度的分散，徹底杜絕了團(tuán)聚作用的發(fā)生，暴露出了最多的活性位點(diǎn)，而且，由于PVA納米纖維的高比表面積和孔隙率，能夠有效地吸附有機(jī)污染物到其表面，然后通過(guò)TiO2
　　SiO2核殼中空納米粒子對(duì)其降解，極大的提高了降解速率。測(cè)試結(jié)果表明：微納

5、結(jié)構(gòu)TiO2
　　SiO2/PVA纖維膜的光催化活性是P25納米粒子的2.5倍。
　　2、微納結(jié)構(gòu)TiO2/CNTs材料的制備及其光催化性能研究
　　借助微納結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，結(jié)合傳統(tǒng)水熱法的合成方法成功制備出了高分散的TiO2納米粒子，本實(shí)驗(yàn)利用碳納米管作為載體，葡萄糖作為粘結(jié)劑，制備出了TiO2納米粒子均勻分布在碳納米管表面的分級(jí)微納結(jié)構(gòu)TiO2/CNTs，經(jīng)過(guò)煅燒處理后獲得高分散的TiO2納米粒子。研究表明反應(yīng)體系

6、中碳納米管，葡萄糖溶液，反應(yīng)時(shí)間是影響微納結(jié)構(gòu)TiO2/CNTs的關(guān)鍵因素，并對(duì)TiO2納米粒子的比表面積，分散性等具有重要的影響。結(jié)果表明：高分散TiO2納米粒子的光催化活性是水熱制備得到的TiO2納米粒子光催化活性的3倍。
　　3、微納結(jié)構(gòu)TiO2/CNTs材料的超疏水性能研究
　　首先制備出了微納結(jié)構(gòu)TiO2/CNTs材料，然后通過(guò)沉積法獲得TiO2/CNTs表面，最后經(jīng)過(guò)氟化處理得到超疏水TiO2/CNTs表面。此方