TiO2-CuO納米復合材料的制備及其表面潤濕性能研究.pdf

1、學校代碼：10385分類號：研究生學號：1400215023密級：TiO2CuO納米復合材料的制備及其表面潤濕性能研究納米復合材料的制備及其表面潤濕性能研究SynthesissurfacewettabilityofTiO2CuONanocomposites作者姓名：徐洪濤徐洪濤指導教師：黃惠莉黃惠莉教授教授指導教師：于慶杰于慶杰副教授副教授學科：化學工程與技術化學工程與技術研究方向：功能材料功能材料所在學院：化工學院化工學院論文提交日期

2、：二零一七年五月八日論文提交日期：二零一七年五月八日摘要摘要本論文采用溶劑熱法可控制備了具有不同微觀形貌的氧化銅（CuO）納米晶體，并進一步采用一步和兩步溶劑熱法分別制備了氧化鈦氧化銅（TiO2CuO）納米復合材料。研究了合成工藝條件對CuO晶體結構和性能的影響，以及復合工藝和TiCu摩爾比對TiO2CuO納米復合材料結構和性能的影響，主要從以下幾方面進行了探索性的研究工作。通過溶劑熱法可控制備了具有不同微觀形態(tài)的CuO晶體。發(fā)現(xiàn)CuO

3、晶體形態(tài)演變過程存在濃度、時間、溫度和配比依賴性。研究結果表明，通過改變硝酸銅的濃度，CuO納米晶體可以實現(xiàn)從納米粒子到納米梭到納米花再到納米花解體的晶形轉變；通過控制反應時間，可以實現(xiàn)合成晶體從納米線到納米梭再到納米花狀結構的演變；通過控制反應溫度，可以實現(xiàn)從堿式硝酸銅納米梭到Cu(OH)2納米花到CuO納米花再到CuO納米花解體的形態(tài)轉變；通過控制Cu(NO3)2和NH3H2O摩爾比，可以分別得到堿式硝酸銅納米梭、CuO的納米花、C

4、uO納米粒子團聚體、CuO海膽狀微球等具有不同結構的材料。表面潤濕性能實驗結果表明，當Cu(NO3)2濃度為0.01molL，Cu(NO3)2與NH3H2O摩爾比為1:4，130C反應2.0h條件下制備的CuO納米花的親水性能最好，與水的接觸角低至1.7，氟化改性后的接觸角高達164.4，同時滾動角為1.3。以CuO納米花合成工藝為基礎，分別采用一步和兩步溶劑熱法制備了TiO2CuO復合材料。研究發(fā)現(xiàn)，在低的TiO2加量下，采用一步溶劑

5、熱法和兩步法均可以得到TiO2CuO復合納米花。一步法工藝中，鈦酸四丁酯迅速水解形成大量的TiO2小粒子，為CuO的結晶提供了晶核，從而形成TiO2Cu2(OH)3NO3和TiO2Cu(OH)2中間體，并進一步形成TiO2CuO復合材料；兩步法中，TiO2粒子沉積在CuO納米花表面形成TiO2CuO復合納米花。TiO2含量的增加會破壞TiO2CuOⅠ和TiO2CuOⅡ復合納米花的結構。隨著TiO2含量增加，與同一含量下合成的TiO2Ⅰ薄