Al2O3Zn纳米复合材料的制备及其应用研究.pdf

Al O /ZnO 纳米复合材料的制备及其应用研究 中文摘要 2 3 Al O /ZnO 纳米复合材料的制备及其应用研究 2 3 中文摘要 晶体材料的物化性能都具有结构敏感性。与理想晶体不同，任何真实晶体都存在 着一定的结构缺陷，并且晶体缺陷类型、数量及运动规律对晶体材料的诸多性能都会 产生巨大的影响。因此，设计和制造晶体缺陷，研究其对材料结构敏感特性的影响， 已成为材料领域研究的热点。 本文以氧化锌作为研究对象，将晶体缺陷理论与纳米材料制备技术相结合，采用 二步法制备了Al O /ZnO 纳米复合粉体，完成了纳米氧化锌体缺陷的设计，实现了对 2 3 纳米ZnO 的功能调控。通过TG-DTA 、XRD 、TEM、XPS 、ESR 等检测手段对复合 粉体进行了表征，借助抗菌实验和光降解亚甲基蓝实验完成了对复合粉体功能调控的 评估。 主要研究工作及结论如下： （一）首先采用水热法合成了超分散纳米AlOOH ，合成的最佳工艺条件为反应温 度180 ℃，反应时间8 h。TEM 分析表明纳米AlOOH 的粒径为5 nm，形貌为棒状。通 过对不同pH 值条件下体系的Zeta(ξ) 电位测定发现，AlOOH 胶体体系的分散稳定机制遵 循DLVO 理论。纳米AlOOH 可显著改善经碱减量处理的涤纶织物的抗静电性能。 （二）在AlOOH 均匀分散体系中，以Zn(NO ) ·6H O 和尿素为原料，采用均匀 3 2 2 沉淀法制备了Al O /ZnO 纳米复合材料，通过TG-DTA 、XRD 、TEM 、XPS 、ESR 等 2 3 表征手段对复合粉体进行了表征，采用光降解亚甲基蓝实验考察了Al O /ZnO 纳米复 2 3 合材料的光催化性能。并通过对Al O /ZnO 纳米复合材料的偶联剂改性，获得了稳定 2 3 的Al O /ZnO 纳米复合材料分散乳液，系统研究了Al O /ZnO 纳米复合材料在纺织品 2 3 2 3 上的抗菌、防紫外性能以及其对染色织物耐日晒牢度的影响，完成了对复合粉体功能 调控的评估。 具体结论如下： （1） XRD 分析表明在复合材料中，Al O 并没有影响ZnO 的晶体结构。TEM 2 3 分析表明Al O 使ZnO 的粒径减小并增强了它的分散性。XPS 分析表明Al O 是以包 2 3 2 3 I 中文摘要 Al O /ZnO 纳米复合材料的制备及其应用研究 2 3 裹体的形式与ZnO 复合，在ZnO 晶体中形成了体缺陷。ESR 测试表明复合大大减小 了氧化锌的氧空位浓度。 （2 ）通过模拟亚甲基蓝（MB ）降解实验可知：紫外灯下对MB 的降解速率大大 高于可见光下对MB 的降解速率，Al O 与ZnO 复合后，ZnO 的光催化性能得到很大 2 3 的抑制，Al O 浓度在2.5%时，纳米复合粉体表现出最差的光催化效果，比纯氧化锌 2 3 光催化效率低 35% 。通过对高氯酸铵（AP ）的热催化实验可知：Al O