MoS2-Bi2S3-Ni3S4光熱可控降解聚乙烯膜應(yīng)用基礎(chǔ)研究.pdf

1、本課題圍繞聚乙烯膜光熱可控降解的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，通過(guò)制備MoS2/Bi2S3/Ni3S4等新型光熱敏降解催化劑，以亞甲基藍(lán)為模擬有機(jī)污染物，分析了該催化劑的熱催化降解能力，在此基礎(chǔ)上，將其以不同的比例添加至聚乙烯薄膜中，分別探討了模擬光、熱和埋土等條件下薄膜的催化降解情況。結(jié)果表明：
　　(1)MoS2/Bi2S3/Ni3S4催化劑在遮光近常溫等最優(yōu)條件下熱反應(yīng)2.5h后，水溶液中亞甲基藍(lán)去除率高達(dá)98.59％。MoS2/Bi2S3

2、/Ni3S4能夠在黑暗低溫條件下將亞甲基藍(lán)降解生成甲苯，甚至CO2、H2O等小分子物質(zhì)。其熱催化降解過(guò)程符合準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型，滿足Langmuir-Hinshelwood速率方程(R2=0.993)。
　　(2)紫外光(25W)催化降解10d后，聚乙烯膜表現(xiàn)出明顯的光催化降解效果。MoS2/Bi2S3/Ni3S4添加量為3%時(shí)降解效果達(dá)到最好，力學(xué)性能下降最為嚴(yán)重，抗拉強(qiáng)度和最大變形分別下降了22.83 MPa和166.15mm；

3、經(jīng)處理后的薄膜表面粗糙度較處理前增加了19.52nm，是對(duì)照組增加2.4nm的8倍多；處理后的薄膜表面出現(xiàn)了明顯的破損與空洞，出現(xiàn)類(lèi)似“針狀”或“鱗片狀”等卷曲現(xiàn)象；接觸角、熱分解溫度和數(shù)均分子量等與對(duì)照組相比，分別下降了32.44°、33℃和88260，而空白組LDPE膜比降解前分別僅降低了1.44°、3℃和13690；并且在降解過(guò)程中出現(xiàn)明顯的羥基和羧基等特征吸收峰。
　　(3)MoS2/Bi2S3/Ni3S4添加量為3%，5

4、0℃下熱處理90天后，抗拉強(qiáng)度下降了20.38MPa，最大變形下降了148.10mm，基本喪失力學(xué)性能；熱分解溫度、接觸角和數(shù)均分子量分別下降25℃、36.41°和83259，表面粗糙度增加了19.42mm；薄膜表面出現(xiàn)明顯的破損、孔洞現(xiàn)象，同時(shí)出現(xiàn)了明顯的羥基和羧基等特征吸收峰。
　　(4)在模擬紫外光和模擬熱條件下，溫度在降解過(guò)程中扮演著起著重要作用，即PE3薄膜力學(xué)性能的喪失隨著降解溫度的升高而增加，抗拉強(qiáng)度由降解前的23.

5、86MPa分別下降至50℃時(shí)的1.03MPa和30℃時(shí)的4.28MPa，最大變形在30℃和50℃下分別下降21.36mm和6.23mm，薄膜表面的破損現(xiàn)象也隨著降解溫度的升高而越發(fā)嚴(yán)重，在50℃下接觸角降低了36.42°，而且其降解的誘導(dǎo)期也越快；因此通過(guò)控制降解過(guò)程中的溫度可達(dá)到對(duì)降解時(shí)間的控制。
　　(5)在自然埋土遮光處理90d后，與對(duì)照組相比，抗拉強(qiáng)度和最大變形下降了19.84MPa和152.44mm；熱分解溫度下降23℃