酵母菌模板法制备复含氧化物空心微纳米材料的研究
发布时间：2020-12-03 06:04
中空复合材料具有密度低、比表面积大、容载能力强等特点,已经获得了广泛关注。目前,合成中空复合材料的方法主要为模板法。在众多模板中,生物模板由于制备条件温和,模板形貌多样,且对环境无污染而成为制备复合材料中空结构的一个极具潜力的研究方向。本论文采用酵母菌为模板,辅助共沉淀法,制备了氧化锡锑空心微球和Fe3+掺杂CeO2空心微球。通过扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、傅里叶转换红外光谱（FT-IR）、氮气吸附-脱附（BET）等表征手段对样品的形貌结构进行了测试,探究了其形成机理,并对氧化锡锑空心微球的近红外反射性能和Fe3+掺杂CeO2空心微球的光催化降解性能进行了测试。实验结果表明,制备的氧化锡锑空心微球保持了酵母菌的椭球形貌,其粒径在2.0μm～3.0μm之间,为SnO2四方金红石结构。与氧化锡锑微纳米粒子相比,氧化锡锑空心微球的Sb5+的掺杂量较多;比表面积较大,为73.5 m2·g-1。在近红外波段850 nm～2000 nm内,氧化锡锑空心微球的红外吸收出现宽化现象,相比氧化锡锑微纳米粒子反射率明显降低。此外,制备得到的Fe3+掺杂CeO...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２油菜花粉（ａ）和光催化剂空心微球（ｂ－ｆ）的电镜照片１１１）１??Ｆｉｇ．１．２?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｒａｐｅ?ｐｏｌｌｅｎ?ｇｒａｉｎｓ?（ａ）?ａｎｄ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ?ｈｏｌｌｏｗ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ?（ｂ－〇??１．１．３动物模板??
表明加入电气石矿物材料，可以有效减少反应中样品的团聚现象。??Ｌｌ＾??＾２２ＨＥＥＳｆｉ［３ＣＳＥＳ３Ｂ３Ｈ＾ＢＳＢ＾ＳＳｆｉｉ＾３Ｄ３ＥＳ２ｎＢ??图１．２油菜花粉（ａ）和光催化剂空心微球（ｂ－ｆ）的电镜照片１１１）１??Ｆｉｇ．１．２?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｒａｐｅ?ｐｏｌｌｅｎ?ｇｒａｉｎｓ?（ａ）?ａｎｄ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ?ｈｏｌｌｏｗ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ?（ｂ－〇??１．１．３动物模板??动物模板具有种类繁多和结构精细多样等特点，研宂表明利用动物模板合??成中空微纳米材料己有报道。Ｃｈｅｎ等［１４］采用闪蝶的前翼作为生物模板，制备得??到具有￣２．４?ｊｘｍ长度，？３５?ｎｍ直径和？１２?ｎｍ厚度的中空Ｚｒ〇２纳米线（图１．３）。??Ｖａｌｔｃｈｅｖ等［１５］采用具有外膜的鸡蛋外壳作为生物模板制备得到具有圆锥形多孔??结构的沸石，并讨论了所得材料的合成条件和性能。Ｔｉａｎ等［１６］以高山黑燕尾蝶??翅膀上的刚毛为动物模板，制备了具有平行效应的氧化锡多管材料，研究表明??样品在常温下对Ｈ２Ｓ表现出高度灵敏度，且具备比较短的响应／恢复时间，同时??在Ｈ２Ｓ气体灵敏性测试过程中氧化锡多管阵列不需要加热处理。??３??
在２．３．１所述制备氧化锡锑的实验条件下，氧化锡锑微纳米粒子、酵母菌模??板、未煆烧氧化锡锑微球、锻烧后氧化锡锑空心微球的扫描电子显微镜图如图??３．１所示。图３．１Ａ为煅烧后的氧化锡锑微纳米粒子，从图中可以看出，样品发??生团聚，呈现不规则的形状。原始酵母菌的ＳＥＭ图如图３．１Ｂ所示，由图可知??酵母菌呈现直径为３．０?｜ｉｍ？４．５?ｐｍ之间的椭球状，并且可以在醇溶液中分散均??匀。从图３．１Ｃ中可以看出，未锻烧的氧化锡锑微球与原始的酵母菌（图３．１Ｂ）??相比，呈现出与其近乎相同的形状，并且在直径上有稍微的增加，这说明氧化??锡锑空心微球的制备过程是在酵母菌表面发生的，酵母菌在该制备过程中充当??模板作用。从图３．１Ｄ－Ｆ中可以看出，经过高温煆烧后的氧化锡綈空心微球完美??保持了原始的酵母菌形态，但样品的直径明显缩减，大约为２?这种??现象是由于在高温锻烧去除模板的过程中样品的收缩所
【参考文献】：
期刊论文
[1]酵母菌模板法制备CeO2空心微球及其光催化性能[J]. 张昔玉,葛圣松,邵谦,刘玫,刘青云. 无机化学学报. 2016(09)
[2]酵母模板合成CuO空心微球及其催化性能研究[J]. 白波,陈兰,党昱,杨莉. 化学研究与应用. 2012(10)
[3]酵母菌模板组装Ti-Cr二元空心微球及光催化活性[J]. 白波,见亮,赵静,王鹏鹏,杨莉,关卫省. 化学工程. 2009(11)
[4]酵母菌生物模板法组装Ti-W-Si三元复合空心微球及其光催化性能[J]. 白波,王鹏鹏,王翠芳,杨莉. 现代化工. 2009(06)
[5]共沉淀法制备ATO纳米粉末及其光吸收性能[J]. 张晶,何伟,张其土. 材料科学与工程学报. 2009(02)
[6]酵母细胞为模板矿化合成SiO2纳米结构材料的研究[J]. 于源华,郭锋,果洪宇. 物理化学学报. 2006(09)
[7]非均相成核法制备ATO纳米粉末及其性能[J]. 李历历,段学臣. 稀有金属材料与工程. 2006(03)
[8]红外低发射率ATO粉末的制备及其特性研究[J]. 宋兴华,於定华,马新胜,汪中进. 红外技术. 2003(06)
[9]湿法制备纳米xSb2O3·（1-x）SnO2导电颜料及导电机理研究[J]. 谭俊茹,沈腊珍,付贤松,侯文祥,陈秀增. 硅酸盐学报. 2003(09)
硕士论文
[1]二氧化锡空心球材料的制备及其气敏特性研究[D]. 蔡海涛.大连理工大学 2015
[2]纳米ATO透明隔热涂料的制备及性能研究[D]. 郭凯.青岛科技大学 2014
[3]氧化锡锑透明隔热涂层材料的制备研究[D]. 张超.浙江大学 2014
[4]透明隔热纳米玻璃涂料的制备及性能研究[D]. 唐富龙.华南理工大学 2010
[5]聚甲基丙烯酸甲酯/ATO导电复合材料的制备与性能研究[D]. 孟维利.合肥工业大学 2009
[6]掺锑二氧化锡薄膜（ATO）的制备及其性质研究[D]. 孔静.华东师范大学 2009
[7]纳米复合导电材料的制备、表征及性能研究[D]. 朱银存.华东师范大学 2008
本文编号：2896106
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．２油菜花粉（ａ）和光催化剂空心微球（ｂ－ｆ）的电镜照片１１１）１??Ｆｉｇ．１．２?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｒａｐｅ?ｐｏｌｌｅｎ?ｇｒａｉｎｓ?（ａ）?ａｎｄ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ?ｈｏｌｌｏｗ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ?（ｂ－〇??１．１．３动物模板??
表明加入电气石矿物材料，可以有效减少反应中样品的团聚现象。??Ｌｌ＾??＾２２ＨＥＥＳｆｉ［３ＣＳＥＳ３Ｂ３Ｈ＾ＢＳＢ＾ＳＳｆｉｉ＾３Ｄ３ＥＳ２ｎＢ??图１．２油菜花粉（ａ）和光催化剂空心微球（ｂ－ｆ）的电镜照片１１１）１??Ｆｉｇ．１．２?ＳＥＭ?ｉｍａｇｅｓ?ｏｆ?ｒａｐｅ?ｐｏｌｌｅｎ?ｇｒａｉｎｓ?（ａ）?ａｎｄ?ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ?ｈｏｌｌｏｗ?ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓ?（ｂ－〇??１．１．３动物模板??动物模板具有种类繁多和结构精细多样等特点，研宂表明利用动物模板合??成中空微纳米材料己有报道。Ｃｈｅｎ等［１４］采用闪蝶的前翼作为生物模板，制备得??到具有￣２．４?ｊｘｍ长度，？３５?ｎｍ直径和？１２?ｎｍ厚度的中空Ｚｒ〇２纳米线（图１．３）。??Ｖａｌｔｃｈｅｖ等［１５］采用具有外膜的鸡蛋外壳作为生物模板制备得到具有圆锥形多孔??结构的沸石，并讨论了所得材料的合成条件和性能。Ｔｉａｎ等［１６］以高山黑燕尾蝶??翅膀上的刚毛为动物模板，制备了具有平行效应的氧化锡多管材料，研究表明??样品在常温下对Ｈ２Ｓ表现出高度灵敏度，且具备比较短的响应／恢复时间，同时??在Ｈ２Ｓ气体灵敏性测试过程中氧化锡多管阵列不需要加热处理。??３??
在２．３．１所述制备氧化锡锑的实验条件下，氧化锡锑微纳米粒子、酵母菌模??板、未煆烧氧化锡锑微球、锻烧后氧化锡锑空心微球的扫描电子显微镜图如图??３．１所示。图３．１Ａ为煅烧后的氧化锡锑微纳米粒子，从图中可以看出，样品发??生团聚，呈现不规则的形状。原始酵母菌的ＳＥＭ图如图３．１Ｂ所示，由图可知??酵母菌呈现直径为３．０?｜ｉｍ？４．５?ｐｍ之间的椭球状，并且可以在醇溶液中分散均??匀。从图３．１Ｃ中可以看出，未锻烧的氧化锡锑微球与原始的酵母菌（图３．１Ｂ）??相比，呈现出与其近乎相同的形状，并且在直径上有稍微的增加，这说明氧化??锡锑空心微球的制备过程是在酵母菌表面发生的，酵母菌在该制备过程中充当??模板作用。从图３．１Ｄ－Ｆ中可以看出，经过高温煆烧后的氧化锡綈空心微球完美??保持了原始的酵母菌形态，但样品的直径明显缩减，大约为２?这种??现象是由于在高温锻烧去除模板的过程中样品的收缩所
【参考文献】：
期刊论文
[1]酵母菌模板法制备CeO2空心微球及其光催化性能[J]. 张昔玉,葛圣松,邵谦,刘玫,刘青云. 无机化学学报. 2016(09)
[2]酵母模板合成CuO空心微球及其催化性能研究[J]. 白波,陈兰,党昱,杨莉. 化学研究与应用. 2012(10)
[3]酵母菌模板组装Ti-Cr二元空心微球及光催化活性[J]. 白波,见亮,赵静,王鹏鹏,杨莉,关卫省. 化学工程. 2009(11)
[4]酵母菌生物模板法组装Ti-W-Si三元复合空心微球及其光催化性能[J]. 白波,王鹏鹏,王翠芳,杨莉. 现代化工. 2009(06)
[5]共沉淀法制备ATO纳米粉末及其光吸收性能[J]. 张晶,何伟,张其土. 材料科学与工程学报. 2009(02)
[6]酵母细胞为模板矿化合成SiO2纳米结构材料的研究[J]. 于源华,郭锋,果洪宇. 物理化学学报. 2006(09)
[7]非均相成核法制备ATO纳米粉末及其性能[J]. 李历历,段学臣. 稀有金属材料与工程. 2006(03)
[8]红外低发射率ATO粉末的制备及其特性研究[J]. 宋兴华,於定华,马新胜,汪中进. 红外技术. 2003(06)
[9]湿法制备纳米xSb2O3·（1-x）SnO2导电颜料及导电机理研究[J]. 谭俊茹,沈腊珍,付贤松,侯文祥,陈秀增. 硅酸盐学报. 2003(09)
硕士论文
[1]二氧化锡空心球材料的制备及其气敏特性研究[D]. 蔡海涛.大连理工大学 2015
[2]纳米ATO透明隔热涂料的制备及性能研究[D]. 郭凯.青岛科技大学 2014
[3]氧化锡锑透明隔热涂层材料的制备研究[D]. 张超.浙江大学 2014
[4]透明隔热纳米玻璃涂料的制备及性能研究[D]. 唐富龙.华南理工大学 2010
[5]聚甲基丙烯酸甲酯/ATO导电复合材料的制备与性能研究[D]. 孟维利.合肥工业大学 2009
[6]掺锑二氧化锡薄膜（ATO）的制备及其性质研究[D]. 孔静.华东师范大学 2009
[7]纳米复合导电材料的制备、表征及性能研究[D]. 朱银存.华东师范大学 2008
本文编号：2896106
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