纳米ZnO/透明再生纤维素片状光催化剂的制备开题报告

全文总字数：1297字

1. 研究目的与意义

随着水污染的问题日益严重，污水处理对于是治理水污染变得重要。近年来随着科学技术的发展，具有易操作、能耗低、无二次污染等优点的光催化技术被应用到水污染治理上。ZnO是新一代宽禁带、直接带隙的多功能Ⅱ-Ⅵ族半导体材料，具有优良的光催化性能且价格低廉、无毒、稳定、在降解各种污染物方面成为了研究热点，但纳米ZnO由于尺寸小、表面能高及易团聚，且直接使用粉末状ZnO虽然效果较好，但不利于回收。将纳米ZnO与一定的载体复合是提高其利用效率的有效途径之一。目前常用的一些载体是有碳材料和一些聚合物，钛材料不具有透光性而聚合物又不环保所以想出了纤维素这个物质。纤维素是一种天然高分子材料，密度小且具有一定的透光性能，是一种非常好的载体。研究目的是制备出片状ZnO与纤维素的复合物。将ZnO与纤维素复合不仅对开发新型纳米ZnO复合材料具有重要意义，而且也是纤维素高值化利用的一条重要途径。

2. 国内外研究现状分析

目前，纳米无机质/纤维素复合材料的研究尚处起步阶段，特别是zno/纤维素复合材料仅在近几年内才略有报道。目前zno/纤维素复合材料的制备方法主要有两种：一是将zno分散到溶解的纤维素或者纤维素衍生物中，之后析出得到zno/纤维素复合材料。二是以纤维素或纤维素衍生物为模板，组装出zno/纤维素复合材料。

该类研究国外涉及较多。如将zno与纤维素粉末混合，后经过压缩制成微丸。改变zno与纤维素的不同配比以研究其导电性能。还有采用热水解技术将纳米zno组装在纸纤维表面，这种zno/纤维素复合材料在热电转换和压电转换显示良好的效果。

从以上可以看出，zno/纤维素复合材料是一崭新的研究领域，具有潜在的、广泛的应用前景。目前的研究主要处于探索复合材料的制备过程及潜在应用这一阶段。

3. 研究的基本内容与计划

将纤维素溶解在zncl2水溶液中，在不同析出剂中析出，考察析出剂浓度、析出时间、水热反应对纳米zno/再生纤维素复合材料性质的影响。对纳米zno/再生纤维素复合材料孔结构、晶型、热稳定性和形貌等进行表征，分析纳米zno/再生纤维素的生成机理，并对其光催化的工艺条件进行探究

研究内容与计划如下：

(1)溶解温度对纳米zno/再生纤维素复合材料的影响。

4. 研究创新点

ZnCl是纤维素的溶剂也是锌源，制备出透明的纤维素膜具有一定的透光性，且与氧化锌复合较好。特色是以ZnCl2为锌源，棉纤维为载体。先使ZnCl2负载到棉纤维表面之后再碱性条件下析出，ZnO变生长在棉纤维表面。所制得ZnO/棉纤维复合物具有一定的光学性能。