论文摘要
本文介绍线性低密度聚乙烯（LLDPE）/乙烯-辛烯共聚物（POE）基光催化及微波吸收复合材料的制备及表征。以钛酸丁酯作为钛源,分别选用硼酸-氟化铵、硼酸-硝酸铁-硝酸铈和硼酸-硝酸铁-正硅酸乙酯为掺杂体系,通过溶胶-凝胶法分别制备了可见光响应的硼-氮共掺杂二氧化钛、硼-铁-铈三元共掺杂二氧化钛和硼-铁共掺杂二氧化钛/二氧化硅光催化剂。采用X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见吸收光谱（UV-vis DRS）、红外光谱（FT-IR）、氮气吸脱附和扫描电镜（SEM）表征了所制备的共掺杂光催化剂;选用苯酚或2,4-二氯苯酚为模拟污染物在可见光照射下进行降解实验,评价了它们的光催化活性,并与商用二氧化钛P25的催化活性进行比较。结果表明:掺杂可阻止加热条件下二氧化钛由锐钛型向金红石的转化;非金属硼和氮原子或硼原子都已掺入二氧化钛晶格,导致带隙能降低,吸收光谱红移和可见光催化活性,而金属铁和铈原子或铁原子则以氧化物的形式分散在二氧化钛中,抑制光生电子-空穴对的复合,提高光量子效率,改善二氧化钛的光催化活性;二氧化钛和二氧化硅之间存在密切的相互连接,这种连接有利于形成高表面积的光催化剂;掺杂剂用量及热处理温度影响光催化剂的催化活性。催化活性的提高来源于共掺杂原子的协同效应。以LLDPE/POE/碳酸钙拉伸膜为基材,用浸渍法制备了二氧化钛光催化膜。用SEM观察了二氧化钛在催化膜上的分散状态。分别在紫外光和可见光照射下降解甲醛,评价光催化膜的催化活性。结果表明:在紫外照射下,P25光催化膜的催化活性要稍微大于硼-氮共掺杂二氧化钛光催化膜的活性;而在可见光照射下,硼-氮共掺杂二氧化钛光催化膜的活性要明显高于P25光催化膜的活性。以LLDPE/POE为聚合物基体,分别用羰基铁粉、短碳纤维、碳纳米管、炭黑作为微波吸收剂,采用熔融共混法制备了LLDPE/POE基微波吸收复合材料,分别用标量网络分析仪和矢量网络分析仪测试了复合材料的微波吸收性能和电磁参数,分析了微波吸收的来源。用SEM和TEM观察了复合材料的形貌。结果表明:固定吸波剂种类,在材料厚度相同的条件下,随着复合材料中吸波剂含量的提高,复合材料的吸收峰位置都向低频方向移动;为了获得最优吸收效果,每一种吸波剂都有相应的最佳含量;LLDPE/POE/羰基铁粉复合材料的微波吸收既有介电损耗也有磁损耗,而其余复合材料的微波吸收来自于介电损耗;填料粒子都较好地分散在聚合物基体中,表明熔融共混是制备LLDPE/POE基微波吸收复合材料的有效方法。模拟计算则表明:同一种复合材料体系,随着厚度增加,复合材料的吸收峰位置也向低频方向移动。
论文目录
致谢摘要ABSTRACT1 前言2 文献综述及课题提出2.1 二氧化钛光催化2.1.1 二氧化钛光催化机理2.1.2 光催化活性的影响因素2.1.2.1 晶形的影响2.1.2.2 晶粒尺寸的影响2.1.3 提高二氧化钛光催化活性的方法2.1.3.1 贵金属沉积2.1.3.2 金属离子掺杂2.1.3.3 非金属掺杂2.1.3.4 多种原子共掺杂2.1.3.5 半导体复合2.1.3.6 催化剂表面预处理2.1.3.7 半导体光敏化2.1.3.8 辅助二氧化钛光催化手段2.1.4 光催化剂固定技术2.1.5 二氧化钛光催化的应用2.1.5.1 空气净化2.1.5.2 废水处理2.1.5.3 建材方面2.2 微波吸收材料2.2.1 电磁辐射的来源2.2.2 电磁辐射的危害2.2.2.1 电磁辐射对人体及生态环境的影响2.2.2.2 电磁辐射对设备的影响2.2.2.3 电磁辐射引起信息泄密2.2.3 电磁辐射的防护2.2.4 微波吸收材料的吸波原理2.2.5 微波吸收材料的分类及特性2.2.5.1 微波吸收材料的分类2.2.5.2 微波吸收材料的特性2.2.6 微波吸收剂2.2.6.1 铁氧体吸收剂2.2.6.2 电损耗型吸收剂2.2.6.2.1 石墨及导电炭黑2.2.6.2.2 碳纤维2.2.6.2.3 碳纳米管2.2.6.2.4 碳化硅2.2.6.3 磁性金属微粉或纤维类2.2.6.4 纳米吸收剂2.2.6.5 导电高分子2.2.6.6 手性吸收剂2.2.6.7 席夫碱类2.2.7 微波吸收复合材料2.2.8 微波吸收材料的应用2.3 课题提出2.3.1 课题背景2.3.2 本课题研究内容3 硼-氮共掺杂二氧化钛光催化剂的制备及表征3.1 引言3.2 实验部分3.2.1 原料3.2.2 制备光催化剂所用设备3.2.3 光催化剂的制备3.2.4 光催化剂的表征3.2.5 光催化活性评价方法3.3 结果与讨论3.3.1 X射线衍射3.3.2 X射线光电子能谱3.3.3 紫外-可见吸收光谱3.3.4 形貌观察3.3.5 BET比表面积3.3.6 光催化活性3.4 本章小结4 硼-铁-铈三元共掺杂二氧化钛光催化剂的制备及表征4.1 引言4.2 实验部分4.2.1 原料4.2.2 制备光催化剂所用设备4.2.3 光催化剂的制备4.2.4 光催化剂的表征4.2.5 光催化活性评价方法4.3 结果与讨论4.3.1 X射线衍射4.3.2 X射线光电子能谱4.3.3 紫外-可见吸收光谱4.3.4 形貌观察4.3.5 BET比表面积4.3.6 光催化活性4.4 本章小结5 硼-铁共掺杂二氧化钛/二氧化硅光催化剂制备及表征5.1 引言5.2 实验部分5.2.1 原料5.2.2 制备光催化剂所用设备5.2.3 光催化剂的制备5.2.4 光催化剂的表征5.2.5 光催化活性评价方法5.3 结果与讨论5.3.1 X射线衍射5.3.2 X射线光电子能谱5.3.3 紫外-可见吸收光谱5.3.4 付立叶红外光谱5.3.5 形貌观察5.3.6 BET比表面积5.3.7 光催化活性5.4 本章小结6 二氧化钛光催化膜的制备及表征6.1 引言6.2 实验部分6.2.1 试剂及材料6.2.2 二氧化钛光催化膜的制备6.2.3 光催化膜的表征6.2.4 光催化膜催化活性评价方法6.3 结果与讨论6.3.1 形貌观察6.3.2 光催化活性6.4 本章小结7 LLDPE/POE/羰基铁粉复合材料的制备及微波吸收性能7.1 引言7.2 实验部分7.2.1 原料7.2.2 制备复合材料所用设备7.2.3 复合材料的制备7.2.3.1 混料7.2.3.2 复合材料测试片制备7.2.4 复合材料的表征7.3 结果与讨论7.3.1 羰基铁粉含量及种类对微波吸收性能的影响7.3.2 形貌观察7.3.3 微波吸收机理分析7.3.4 微波吸收性能模拟计算7.4 本章小结8 LLDPE/POE/短碳纤维复合材料的制备及微波吸收性能8.1 引言8.2 实验部分8.2.1 原料8.2.2 制备复合材料所用设备8.2.3 复合材料的制备8.2.3.1 混料8.2.3.2 复合材料测试片制备8.2.4 复合材料的表征8.3 结果与讨论8.3.1 短碳纤维含量及种类对微波吸收性能的影响8.3.2 形貌观察8.3.3 微波吸收机理分析8.3.4 微波吸收性能模拟计算8.4 本章小结9 LLDPE/POE基多壁碳纳米管复合材料的导电性能及微波吸收性能9.1 引言9.2 实验部分9.2.1 原料9.2.2 制备复合材料所用设备9.2.3 复合材料的制备9.2.3.1 混料9.2.3.2 复合材料测试片制备9.2.4 复合材料的表征9.3 结果与讨论9.3.1 多壁碳纳米管含量对微波吸收性能的影响9.3.2 形貌观察9.3.3 多壁碳纳米管含量对复合材料导电性能的影响9.3.4 微波吸收机理分析9.3.5 微波吸收性能模拟计算9.4 本章小结10 炭黑填充LLDPE/POE基复合材料的制备及微波吸收性能10.1 引言10.2 实验部分10.2.1 原料10.2.2 制备复合材料所用设备10.2.3 复合材料的制备10.2.3.1 混料10.2.3.2 复合材料测试片制备10.2.4 复合材料的表征10.3 结果与讨论10.3.1 LLDPE/POE/炭黑复合材料10.3.1.1 炭黑含量对微波吸收性能的影响10.3.1.2 形貌观察10.3.1.3 炭黑含量对复合材料导电性能的影响10.3.1.4 微波吸收机理分析10.3.1.5 微波吸收性能模拟计算10.3.2 LLDPE/POE/炭黑/碳酸钙复合材料10.3.2.1 炭黑含量对微波吸收性能的影响10.3.2.2 形貌观察10.3.2.3 微波吸收机理分析10.3.2.4 厚度对复合材料吸收性能的影响10.4 本章小结11 本文总结11.1 本文主要结论11.2 本文创新点11.3 不足及展望参考文献作者简介及作者攻读博士学位期间撰写的论文
相关论文文献
- [1].LLDPE/POE共混物的交联行为研究[J]. 广州化工 2010(02)
标签：二氧化钛光催化论文; 掺杂论文; 羰基铁粉论文; 短碳纤维论文; 碳纳米管论文; 炭黑论文; 微波吸收论文;
