1. 研究目的与意义
研究目的:通过铝掺杂氧化锌/纤维素复合材料制备,用于光催化治理水体污染,处理有机染料,构建三维网络结构,解决纳米氧化锌在复合光催化体系中团聚问题,提高其光催化活性,同时解决其难回收和难重复利用等问题。
研究意义:纳米氧化锌具有表面与界面效应、量子尺寸效应、体积效应和宏观量子隧道效应以及高透明度,高分散性等特点,使其在化学、光学 、生物和电学等方面表现出许多独特优异的物理和化学性能而得到关注。
同时纤维素作为自然界中含量最多,分布最广的天然可再生资源之一,其不仅来源非常丰富,而且无毒害、可再生、可生物降解,已成为当今研究的热点。
2. 国内外研究现状分析
纳米级别zno由于自身的纳米粒子效应,以及对人体无害性、紫外吸收性、抗菌杀菌等特点,使其在光学、电学、化学和生物等领域表现出许多独特优异的物理和化学性能,作为一种新型的无机新材料,其具有的特殊性能和用途是普通zno所无法比拟的,因为纳米zno所表现出来的优点,目前纳米zno在陶瓷、塑料、橡胶、催化剂、化妆品、医药和其它行业都有广泛的应用。
然而纯氧化锌的这些性质往往较低或者不稳定,难以完全满足实际应用的需求,通过掺杂铝提高氧化锌的性能,具有对可见光的高透过率和高导电性,而且材料来源丰富、价格低廉、热稳定性高。
单纯的氧化锌材料在应用方面容易絮聚,难以回收,难重复利用,通常与其他材料一起构成复合材料,采用纤维素与其构成三维网络结构提供丰富均一的孔隙,提高光催化能力,赋予一定的机械强度便于回收再利用。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:(1)纤维的制备:采用pfi 磨对漂白针叶木纤维进行打浆处理,通过pfi磨处理纤维时间的不同来调控微米科微纳米尺寸纤维的比例。
(1)al掺杂纳米zno/纤维素复合材料的制备。
(2)纳米al-zno/纤维素复合材料的三维网络结构的构建。
4. 研究创新点
(1)以纤维素作为载体负载铝掺杂纳米氧化锌用于光催化有机染料的处理。
(2)通过建立三维网络结构,解决其在复合光催化体系中的团聚问题,同事解决其难回收和复用问题。
