纳米zno粉体功能改性制备技术及性能表征

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1、四川大学硕t学位论丈纳米ZnO粉体功能改性制各技术及性能表征材科学专业硕士研究生扬玲指导教师涂铭旌院士与块体材料相比，纳米材料具有很多独特的性质，如小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应等。自80年代初科学家们首次得到纳米晶以来，这些特殊的性质使得半导体纳米材料在抗菌和光催化降解等方面的应用得以广泛的研究。本文通过稀土掺杂和贵金属沉积的方法对纳米ZnO进行改性，研究了改性后复合粉体的抗菌性能和光催化性能。考察了分散剂的含量对纳米ZnO的Zeta电位的影响及纳米ZnO对A矿和Ce4+的吸附行为。通过抑菌圈实

2、验和最小抑菌浓度实验研究了试样的抗菌性能。光催化降解部分考察了各因素对降解亚甲基蓝(MB)效率的影响，包括亚甲基蓝初始浓度、催化剂浓度、pH值、Ag含量等。同时也探讨了催化剂的可重复利用性。为了克服由于Ag+的存在产生的变色问题，用月桂酸钠对粉体进行表面改性。同时，为了提高纳米ZnO在非水介质中的分散性，对其表面进行了乙烯基三乙氧基硅烷有机改性。实验中利用TEM、XRD、XPS等分析手段对样品进行表征．实验结果表明纳米ZnO对Ce4+的吸附效率很高，以六聚偏磷酸钠作为分散剂可以显著地提高纳米ZnO的分散性能

3、，也可以显著提高银吸附效率。采用Zeta电位对粉体表面的电性进行了表征，结果显示，pH增大时纳米ZnO的分散性有所提高，抑菌圈实验和最小抑菌浓度实验测试结果表明；随着铈含量的增加，抗菌性能有所提商，而且Ag／ZnO复合粉体的抗菌性能优于Ce／ZnO复合粉体。光催化降解哑甲基蓝实验结果显示，亚甲基蓝的降解率随着初始浓度的增加而降低；在pH为12时，15min后对MB的降解率就达到90％，30min时便四川大学硕士学位论文可将MB降解完；Ag含量较高或较低时都会抑制亚甲基蓝的降解，本实验中Ag的最佳含量为2．7

4、％-光催化剂的浓度也不能过高．Ag／ZnO经过五次使用后其降解率下降了约一半，说明其有一定的可重复利用性。月桂酸钠对Ag／ZnO复合粉体进行表面改性后，减少了由于银的存在产生的变色问题，硅烷改性纳米ZnO也提高了粉体在非水介质中的分散性。关键词：纳米氧化锌银掺杂铈掺杂抗菌性能光催化降解四川大学硕士学位论文FunctionModificationPreparationTechniqueandPerformanceCharacteristicsofnano-ZnOPowderMateriaIsSciencePo

5、stgraduate：YangLingSupervisor：TuMingjingComparedw；thbulknl删aIs．nanosca]edmaterialshavemanyuniqueproperties,suchassmallsizeeffect,surfaceandboundaryeffect,quantumsizeeffectandSOon．Sincethebeginningof1980冀whenscientistsobtainednanoerystalliteforthefirsttime，

6、thelesearchesonnanostrueturedmaterialshavebecomeoneofthemostactive捌粥ofmaterialsscience．Thanks毒Dtheirweirdproperties，thenanostructoredsemiconductormaterialshavebeen研aelyinvestigatedinantibacterialactivitiesandphotoeatalyticdegradation．Intheinvestigation,the

7、pel'formanceofllano—ZnOwasmodifiedbyloadingwith＆和andA矿respectively．强eantibacterialandphotocatalyticp／ope斑es,o．swellastheeffectofdispersantcontentontheZetapotentialofnano-ZnOandmetalionsloadedbehavioronnano—ZnOwereinvestigated．珏eantibacterialabilityWaSchara

8、cterizedbymeasuringthesizeofantibacterialcircleandtestingmininlminhibitoryeoncentrafion≤氧懿C≥Thentheinfluencefactorsofphotocatalrsis,includeorigillalconcentrationofmetheleneblue∞B)，pHvalue，silverionconcentrati