26213.木質(zhì)素輔助微納結(jié)構(gòu)zno的制備及其性能研究

1、學(xué)校代碼：10225學(xué)號(hào)：S14127學(xué)位論文木質(zhì)素輔助微／納結(jié)構(gòu)ZnO的制備及其性能研究指導(dǎo)教師姓名：申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：論文提交日期：授予學(xué)位單位：苗婷婷郭元茹副教授東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)：林產(chǎn)化學(xué)加工工程2014年4月論文答辯日期：2014年6月東北林業(yè)大學(xué)授予學(xué)位日期：答辯委員會(huì)主席：論文評(píng)閱人：聾必櫛景大學(xué)摘要摘要微納結(jié)構(gòu)ZnO，由于尺寸小，比表面積大，表現(xiàn)出優(yōu)于普通ZnO的諸多性能，且其性能的表現(xiàn)受其結(jié)構(gòu)和形貌影響較大。伴隨著環(huán)

2、境污染與能源危機(jī)，可再生生物質(zhì)資源的利用就顯得舉足輕重。本論文以利用制漿造紙廢棄物木質(zhì)素基生物質(zhì)資源為出發(fā)點(diǎn)，輔助制備具有不同形貌的ZnO微納結(jié)構(gòu)晶體材料，并對(duì)所制備的ZnO晶體性能進(jìn)行研究。首先，利用堿木質(zhì)素輔助制各微納結(jié)構(gòu)ZnO晶體。為了增加堿木質(zhì)素的表面活性，對(duì)其進(jìn)行胺化改性，并以改性后的木質(zhì)素胺為表面活性劑，利用直接沉淀法制備ZnO晶體。XRD結(jié)果表明，所制備的ZnO為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)且具有很高的純度和結(jié)晶度。木質(zhì)素胺加入量對(duì)Zn

3、O晶體的形貌和比表面積都有影響，當(dāng)木質(zhì)素胺加入量為10mL時(shí)，所制各樣品為錐形花瓣組成的花狀結(jié)構(gòu)，比表面積達(dá)到215mg1。實(shí)驗(yàn)探討了堿濃度對(duì)樣品形貌的影響。當(dāng)木質(zhì)素胺的用量一定時(shí)，堿濃度及總的離子濃度對(duì)晶粒的最終形貌都有影響，堿濃度增大，ZnO呈現(xiàn)出碎片形貌。室溫光致發(fā)光測試表明當(dāng)以木質(zhì)素胺為表面活性劑時(shí)，所制備材料均在389nin的紫外發(fā)光帶和中心在550nm的可見發(fā)光帶產(chǎn)生發(fā)射峰，堿濃度和木質(zhì)素胺的用量可影響ZnO的紫外發(fā)射峰和可

4、見發(fā)射峰的強(qiáng)度。其次，利用木質(zhì)素磺酸鈉在水溶劑中輔助制備微納結(jié)構(gòu)ZnO。實(shí)驗(yàn)表明，木質(zhì)素磺酸鈉的用量會(huì)對(duì)ZnO的形貌產(chǎn)生影響。通過改變木質(zhì)素磺酸鈉的量，制備了顆粒棒狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)片結(jié)構(gòu)和準(zhǔn)球形結(jié)構(gòu)的ZnO晶體材料。TEM分析表明，木質(zhì)素磺酸鈉用量為lOg時(shí)所制備的ZnO為網(wǎng)片狀結(jié)構(gòu)，擁有豐富的介孔和大孔，該形貌可以大大促進(jìn)光催化過程中質(zhì)量的傳輸。光催化降解亞甲基藍(lán)實(shí)驗(yàn)表明，當(dāng)紫外光照射功率大于或等于8w的時(shí)候，網(wǎng)片結(jié)構(gòu)ZnO具有很高的光降解

5、效率(95％以上)。同時(shí)，光致發(fā)光測試表明，加入木質(zhì)素磺酸鈉可以提高ZnO紫外光發(fā)光強(qiáng)度和可見光發(fā)光強(qiáng)度的比例。最后，采用木質(zhì)素磺酸鈉在水和醇混合溶劑中輔助制備三維多級(jí)結(jié)構(gòu)ZnO晶體。SEM結(jié)果表明該ZnO是由或平行或垂直的圓片亞結(jié)構(gòu)堆疊而成。木質(zhì)素磺酸鈉的用量和乙醇的存在對(duì)三維花狀形貌ZnO的形成有著重要的影響。TEM和BET結(jié)果表明。三維花狀ZnO具有多孔結(jié)構(gòu)，比表面積達(dá)到829m2g一，遠(yuǎn)高于不添加表面活性劑時(shí)樣品的比表面積(16