贵金属负载ZnO纳米纤维薄膜光催化杀菌/降解染料研究

发布时间：2023-12-13 17:26

　　纳米技术在新时代水处理方向上展现出独特的优势,其中有关光催化纳米材料在光催化下进行杀菌、降解染料的研究及应用也愈发被重视。纳米氧化锌(ZnO)被认为是廉价高效的光催化剂,而ZnO纳米纤维因其高比表面积和特殊的物理化学性比纳米颗粒有更高的光催化活性,在抑菌和水处理方面有着广阔的应用前景。为改进纳米ZnO颗粒及纤维材料在抑菌和污染物去除上的工程应用局限性,利用静电纺丝法制备纳米纤维,再采用醇热法将贵金属负载在ZnO纳米纤维材料上并制备成薄膜,以克服催化剂重复使用率低、随水流失和回收困难的问题。重点研究了贵金属银和钯(Ag、Pd)负载ZnO纳米纤维薄膜制作工艺参数的优化过程,并考察自制材料在光催化降解染料和抗菌等方面的性能,得到以下主要结论:(1)优化了ZnO纳米纤维制备的流程和工艺参数,并结合SEM、XRD、EDS、Image J等检测分析手段进行了验证。通过改变ZnO纳米纤维制备过程中前驱体溶液的配置、环境湿度与温度、进液速度、电场强度、煅烧过程等关键参数,确定了获取同时间内纺丝数量较多、形貌好和直径分布均匀的ZnO纳米纤维的最佳制备参数。(2)Ag或Pd负载ZnO纳米纤维薄膜具备良好的...

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 纳米ZnO
        1.1.1 纳米ZnO光催化原理
        1.1.2 纳米氧化锌在水处理应用中的研究现状
        1.1.3 纳米氧化锌的制备方法
    1.2 静电纺丝技术
        1.2.1 静电纺丝技术的原理
        1.2.2 静电纺丝技术的在水处理中的应用
    1.3 纳米ZnO强化手段
        1.3.1 材料复合
        1.3.2 离子掺杂
        1.3.3 贵金属负载
    1.4 研究内容及意义
        1.4.1 研究意义
        1.4.2 研究内容
        1.4.3 技术路线
第二章 实验材料及方法
    2.1 实验仪器及药剂
    2.2 实验装置
        2.2.1 材料制备装置
        2.2.2 光催化实验装置
    2.3 实验方法
        2.3.1 光降解实验方法
        2.3.2 杀菌实验方法
        2.3.3 K-B法
        2.3.4 ZnO纳米纤维的制备过程
    2.4 检测方法
        2.4.1 紫外-可见吸收光谱(UV-vis)
        2.4.2 平板计数法
        2.4.3 扫描电子显微镜(SEM)
        2.4.4 X射线能量色散光谱(EDS)
        2.4.5 X射线粉末衍射仪(XRD)
第三章 ZnO纳米纤维的制备过程优化
    3.1 前驱体溶液的配置
    3.2 环境湿度与温度的影响
    3.3 进液速度的影响
    3.4 电场强度的影响
    3.5 煅烧过程的影响
    3.6 本章小结
第四章 Ag、Pd负载ZnO纳米纤维薄膜制备及应用
    4.1 Ag/ZnO、Pd/ZnO纳米纤维薄膜的制备
    4.2 光催化降解染料性能分析
        4.2.1 催化材料降解MO的紫外-可见光吸收曲线
        4.2.2 光照时间对材料光催化降解MO的影响
        4.2.3 降解速率常数计算
        4.2.4 材料的重复使用性能
    4.3 影响染料降解的因子
        4.3.1 溶液初始浓度的影响
        4.3.2 溶液初始p H的影响
        4.3.3 ZnO初始用量
        4.3.4 染料种类
    4.4 材料微观结构及性能
    4.5 本章小结
第五章 贵金属负载ZnO纳米纤维薄膜杀菌应用
    5.1 紫外辐射抗菌性能分析
    5.2 日光灯辐射抗菌性能分析
    5.3 ·OH清除剂试验
    5.4 催化材料抗菌活性实验(K-B纸片扩散法)
    5.5 本章小结
第六章 结论与建议
致谢
第八章 参考文献
攻读学位期间发表的论著及取得的科研成果



本文编号：3873604