针状纳米氧化锌制备及其应用研究

论文摘要

以热渡锌渣为原料,采用真空控氧法制备了根部直径约50～80nm,针长0.34.0μm的纳米ZnO。用紫外-可见分光光度计、荧光光谱仪对其进行了表征,结果表明合成的纳米ZnO对200～380nm波长范围的紫外光有较强的吸收性能。以纳米ZnO作为光催化剂对甲基橙进行了光催化降解实验,研究了催化剂用量、甲基橙初始浓度及不同催化剂种类对甲基橙降解率的影响。研究结果表明:纳米ZnO光催化氧化降解甲基橙的反应遵循一级反应动力学规律;光催化剂纳米ZnO的最佳用量为3g/L,此时经90min光催化降解后,甲基橙溶液降解率达到了85%;ZnO粒子根部直径越小,光催化活性越高,效果越好;纳米ZnO的光催化氧化降解效果比纳米TiO2更好,是一种高效、长寿的光催化剂材料。对纳米ZnO进行了改性研究,探讨了改性纳米ZnO以及不同纳米ZnO用量对环氧树脂复合材料力学性能的影响,通过扫描电镜分析了纳米ZnO/环氧树脂复合材料的断面形貌。结果说明:纳米粒子经偶联剂改性后,增强了纳米ZnO和环氧树脂基体之间的界面作用,改善了两者之间的相容性;在一定的范围内,随着纳米ZnO的加入,复合材料的拉伸强度,冲击强度和弯曲强度不断提高;纳米ZnO粒子对于环氧树脂的增强增韧效果要明显好于普通的ZnO粒子,当纳米ZnO的含量达到4%时,环氧树脂复合材料的拉伸强度,冲击强度和弯曲强度都达到最大值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 纳米ZnO 的应用
• 1.3 纳米ZnO 的制备方法
• 1.3.1 物理法
• 1.3.2 化学法
• 1.4 纳米ZnO 的光催化性能
• 1.4.1 纳米ZnO 的光学性能
• 1.4.2 纳米ZnO 的光催化性能
• 1.5 环氧树脂的增韧改性
• 1.5.1 EP 的性能及工程应用
• 1.5.2 环氧树脂增韧的研究现状
• 1.5.3 纳米ZnO 的改性方法
• 1.5.4 环氧树脂的改性方法
• 1.6 主要研究内容与意义
• 第2章 纳米ZnO 的制备及影响因素
• 2.1 前言
• 2.2 纳米ZnO 的制备与实验设备
• 2.2.1 真空控氧法制备纳米ZnO 的原理
• 2.2.2 实验原料和设备
• 2.2.3 实验过程
• 2.3 纳米ZnO 的表征
• 2.3.1 实验仪器
• 2.3.2 样品的表征和分析
• 2.4 温度对纳米ZnO 形貌的影响
• 2.5 采用热镀锌渣制备纳米ZnO 的特点
• 2.6 本章小结
• 第3章 纳米ZnO 光学性能及催化降解甲基橙的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验仪器和药品
• 3.2.1 实验仪器
• 3.2.2 实验药品
• 3.3 光学实验
• 3.3.1 实验过程
• 3.3.2 实验结果及分析
• 3.4 纳米ZnO 的光催化性能
• 3.4.1 光催化实验
• 3.4.2 催化剂的用量对光催化降解速率的影响
• 3.4.3 甲基橙初始浓度对催化降解速率的影响
• 3.4.4 催化剂种类对降解率的影响
• 3.5 本章小结
• 第4章 ZnO/EP 复合材料性能的研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验原理
• 4.3 实验原料及设备
• 4.3.1 实验原料
• 4.3.2 实验设备
• 4.4 实验方法
• 4.4.1 纳米ZnO 的改性方法
• 4.4.2 复合材料EP/ZnO 性能的测试方法
• 4.5 实验过程
• 4.6 实验结果与分析
• 4.6.1 固化温度的确定
• 4.6.2 复合材料的力学性能的测定
• 4.6.3 复合材料的断口形貌分析
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 硕士学位期间所发表的学术论文
• 致谢
• 详细摘要