金屬氧化物納米材料的制備及光催化性能研究.pdf

1、本論文以自然纖維素物質(zhì)（濾紙）為模板，通過結(jié)合溶膠-凝膠法在纖維素物質(zhì)的納米纖維表面沉積金屬氧化物（TiO2、ZnO以及 ZrO2）凝膠層，之后通過焙燒去除濾紙模板以及其他有機物質(zhì)，得到精確復(fù)制了自然纖維素物質(zhì)模板的三維隨機交叉網(wǎng)絡(luò)層級結(jié)構(gòu)的功能型金屬氧化物納米材料。最后分別對三種金屬氧化物納米材料進行光催化性能研究，并嘗試對二氧化鈦與氧化鋅納米材料進行貴金屬Ag納米顆粒的負載。具體研究結(jié)果如下：
　?。?）以自然纖維素物質(zhì)濾紙與

2、三嵌段共聚物P123作為雙模板結(jié)合溶膠-凝膠法制備了多孔二氧化鈦納米管材料，表征結(jié)果顯示所得產(chǎn)物為純銳鈦礦相，其微觀形貌精確地復(fù)制了濾紙的三維隨機交叉網(wǎng)絡(luò)層級結(jié)構(gòu)，在每個微米級纖維結(jié)構(gòu)的表面上又存在有許多細小的納米管；此外，這些納米管管壁上隨機分布著許多納米級別的孔洞結(jié)構(gòu)，紫外可見吸收光譜表明所得產(chǎn)物在紫外光范圍內(nèi)具有很強的光吸收能力。光催化實驗證實，在紫外光照射下樣品對甲基橙染料的降解具有很高的光催化活性，僅8min左右降解率就達到了

3、50％左右，20min幾乎將染料完全降解。
　?。?）以自然纖維素物質(zhì)濾紙與聚乙二醇 PEG作為雙模板通過結(jié)合溶膠-凝膠法與化學浸漬法制備了多孔氧化鋅納米片，表征結(jié)果顯示所得產(chǎn)物為純六角纖鋅礦相，較低放大倍數(shù)下的掃描電鏡圖片顯示樣品的微觀結(jié)構(gòu)同樣與濾紙相似，為微米結(jié)構(gòu)的纖維隨機交叉形成的三維網(wǎng)絡(luò)層級結(jié)構(gòu)，然而進一步放大發(fā)現(xiàn)，每個微米級纖維結(jié)構(gòu)表面則是許多氧化鋅納米顆粒聚集而成的納米片，這些納米片片層中也隨機分布著許多孔洞結(jié)構(gòu)，紫外

4、可見吸收光譜表明所得產(chǎn)物在紫外光范圍內(nèi)相比于市售的氧化鋅具有較強的光吸收能力。光催化實驗證實，在紫外光照射下樣品對甲基橙染料的降解具有較高的光催化活性，在8min左右降解率達到了50%左右，80min幾乎將染料完全降解。
　?。?）以自然纖維素物質(zhì)濾紙與三嵌段共聚物P123作為雙模板結(jié)合溶膠-凝膠法制備了多孔二氧化鋯納米管材料，表征結(jié)果顯示所得產(chǎn)物為純四方晶相，其微觀形貌精確地復(fù)制了濾紙的三維隨機交叉網(wǎng)絡(luò)層級結(jié)構(gòu)，在每個微米級纖維

5、結(jié)構(gòu)的表面上又存在有許多細小的納米管；此外，這些納米管管壁上隨機分布著許多納米級別的孔洞結(jié)構(gòu)，紫外可見吸收光譜表明所得產(chǎn)物在紫外光范圍內(nèi)存在一定的光吸收能力。光催化實驗證實，在紫外光照射下樣品對甲基橙染料的降解具有一定的光催化活性但整體的光催化效率不高，60min左右僅能降解50%左右，同時在暗反應(yīng)過程中存在的較為明顯的物理吸附能力與其較高的比表面積有關(guān)。
　?。?）最后嘗試對二氧化鈦與氧化鋅納米材料進行了貴金屬 Ag納米顆粒的負