ZnO木粉复合材料的制备开题报告

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1. 研究目的与意义

ZnO 拥有与TiO2 相近的禁带宽度(Eg=3.2 eV)和价带能级位置，且两者的光催化降解机理完全相同,因此，近年来用微/纳米ZnO光催化降解各种有机化合物的报道不断增多。有研究表明，ZnO 光催化降解罗丹明6G、酸性红18 和酸性橙Ⅱ等的效果比TiO2 更好。加之ZnO 利用太阳光的能力和量子效率均高于TiO2，所以，其极有可能成为继TiO2 之后的又一种具有广阔应用前景的光催化剂。近年来，纳米ZnO/纤维素复合材料引起了人们的极大兴趣。John 等以Zn(NO3)2为锌源、再生棉纤维素膜为载体，通过碱性水解制备了纳米ZnO/纤维素膜。研究结果表明：纳米ZnO 为纤维锌矿结构，室温光致发光光谱显示在390nm 和472nm分别有一强发射峰和弱发射峰。Ye 等以Zn(OAC)2 为锌源、醋酸纤维素为载体，采用电喷和热处理制备了纳米ZnO/醋酸纤维素复合纤维。结果表明：所得ZnO 为六方形结构，纤维表面和内部ZnO 尺寸约为30nm 和80nm，对碱性品红B 具有很强的光催化降解效果。Kumar 等采用热水解技术将纳米ZnO 组装在纸纤维表面，所得ZnO 纳米棒为纤维锌矿结果，直径为40-100nm，长度为500-1000nm，这种纳米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。Anitha 等以Zn(OAC)2 为锌源、醋酸纤维素为载体,采用电喷技术制备了ZnO/醋酸纤维素纤维。结果表明ZnO 和醋酸纤维素之间形成氢键，复合材料较醋酸纤维素具有更好的防水性能和抗菌性能，表面由吸水性变为疏水性。

纳米粒子具有许多特殊的性能,如量子效应、宏观量子隧道效应、表面效应、小尺寸效应等,因而赋予纳米ZnO许多新的性质和用途。如用于制造气体传感器、荧光体、紫外线屏蔽材料、变阻器、图像记录材料、压电材料、精密陶瓷材料、化妆品及医药材料等。纳米ZnO的制备方法很多，如直接沉淀法、均匀沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热法、固相配位化学法和有机液相合成法等。

2. 国内外研究现状分析

纳米粒子具有许多特殊的性能,如量子效应、宏观量子隧道效应、表面效应、小尺寸效应等,因而赋予纳米ZnO许多新的性质和用途。如用于制造气体传感器、荧光体、紫外线屏蔽材料、变阻器、图像记录材料、压电材料、精密陶瓷材料、化妆品及医药材料等。纳米ZnO的制备方法很多，如直接沉淀法、均匀沉淀法、溶胶-凝胶法、微乳液法、水热法、固相配位化学法和有机液相合成法等。 国内外学者现已采用沉淀法、溶胶凝胶法、微乳液法、沸腾回流法等液相法制备出了包括棒状、管状、坚果状、片状、花状、线状和带状等多种微/纳米结构ZnO，但有关粒度及形貌对ZnO 光催化剂性能影响的研究报道还不多。

3. 研究的基本内容与计划

本课题主要用水热法制备ZnO/木粉复合材料，探索反应温度、时间、溶剂不同配比等不同制备条件，并选取最优条件；在100ml 50mg/l 的亚甲蓝溶液中加入ZnO/木粉复合材料在磁力搅拌器上搅拌，在紫外光照射下对苯酚溶液进行降解，研究复合材料的光催化降解性。

4. 研究创新点

水热法是一种材料制备和研究的湿化学方法。已在单晶、薄膜以及粉体的制备等领域得到了广泛的应用。水热法制备陶瓷粉末是近十年发展起来的, 由于水热法制备的粉体具有晶粒发育完整、晶粒粒径小且分布均匀、无团聚、分散性好、不需锻烧处理等特点, 常被用来制备氧化物超细粉末。