竹材表面zno 纳米薄膜的自组装及其抗光变色性能

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1、竹材表面ZnO纳米薄膜的自组装及其抗光变色性能宋烨1,2余雁1王戈1田根林1程海涛1吴义强2（1国际竹藤网络中心2中南林业科技大学材料科学与工程学院）摘要：ZnO纳米棒对紫外线具有超强的吸收能力，有可能大幅度改善竹材抗光变色性能。本文采用低温水溶液法，通过ZnO晶种形成和晶体生长两道工序在竹材表面自组装形成ZnO纳米薄膜。探讨在晶体生长条件一致的前提下形成ZnO纳米棒所需的种子液浸渍时间，重点研究ZnO纳米棒改性竹材的抗光变色性能。结果表明：①经过0.5h和1h浸渍在竹材表面形成了由直径小于20nm的ZnO纳米颗粒组成的薄层；②经过2h浸渍则使竹材表面又出现了微纳米网

2、状和哑铃棒状结构；③经过4h浸渍，表面薄膜形态则以无序的纳米棒和微纳米六面体结构为主；④ZnO纳米棒改性竹材试样人工加速光老化120h后表观颜色的总色差△E是空白试样的三分之一。研究结果指出，可以采用低温水溶液法在竹材表面自组装形成ZnO纳米棒，显著提高竹材表观颜色的光稳定性。关键词：竹材；ZnO；纳米薄膜；抗光变色SONGYe1,2；YUYan1基金项目：“十一五”国家科技支撑项目（2006BAD19B05）、国家自然科学基金项目（30871971）第一作者：宋烨，硕士研究生。主要研究方向：木材科学与技术。电话：010-84789829Email：songye198

3、367@163.com地址：100102北京市朝阳区望京阜通东大街8号国际竹藤网络中心。责任作者：余雁，博士，副研究员。主要研究方向：木材科学与技术。电话：010-84789812Email：yuyan@icbr.ac.cn地址：100102北京市朝阳区望京阜通东大街8号国际竹藤网络中心。；WANGGe1；TIANGen-lin1；CHENGHai-tao1；WUYi-qiang2.ZnOnanofilmself-assembleandanti-lightdiscolorationpropertiesonbamboo.JournalofBeijingForestryU

4、niversity[Ch，16ref.]1InternationalCenterforBambooandRattan,Beijing,100102,P.R.China;2CollegeofMaterailScienceandEngineering,CentralSouthForestryScienceandTechnologyUniversity,Changsha,410004,P.R.China.ZnOnanorodownsthepotentialtoimprovetheanti-lightdiscolorationpropertiesofbamboobecause

5、ofitsstrongabsorptionforultraviolet.ThispaperexploredthepossibilityofformingnanoscaleZnOfilmviaalowtemperatureaqueoussolutionrouteonthesurfaceofbambootoimproveitsanti-lightdiscolorationproperties.Therouteisatwo-stepprocessconsistingofZnOcrystalseedformationandseedgrowth.Theeffectofimmer

6、siontimeintheseedsolutiononthemorphologiesoffilmswasmainlyinvestigated.TheresultsshowedthatthefilmmorphologiesarecloselycorrelatedtotheimmersiontimeinZnOseedsolutionforthesameseedgrowthconditions.FilmsformedonbambooimmersedintheZnOseedsolutionfor0.5hand1hmainlyconsistedofZnOnanoparticle

7、swithadiameteroflessthan20nm,andofreticulationsanddumbbellsfor2h.Afilmthatconsistsofmainlyrandomlyarrangednanorodsandsomemicro-nanohexahedronswasformediftheimmersiontimewasincreasedto4h.It’sfurtherfoundthatthetotalcolordifference(△E)ofthecontrolsamplewasthreetimesoftheonegrownw