纤维素基纳米铜复合催化材料的制备开题报告

 2021-08-08 16:40:15

1. 研究目的与意义

制备出纳米铜,把铜离子和纤维素混合均匀,搅拌均匀,使之更均匀,更纤细空隙多而丰富纳米铜具有良好的综合性能, 如高强度、半导体性、耐磨性、催化和抗菌作用, 可广泛用作功能和结构材料。

纳米铜使用效果主要是分散问题,本课题试图利用纤维素制备出孔隙丰富的凝胶材料为纳米铜的基材,将纳米铜复合到纤维素基材中,利用两者协同作用提高其催化作用

2. 国内外研究现状分析

gurin等利用溶胶-凝胶法制备出了粒径为10-15 nm的铜纳米粒子,并研究了其结构和光学性能; jeffrey等利用改进的溶胶-凝胶法制备了粒径为17-20 nm的二氧化钛载铜纳米粒子; akhavan利用溶胶-凝胶法制备了分散于二氧化硅薄膜上的铜纳米粒子,并探究了其化学稳定性。

郭雨等以五水硫酸铜和次亚磷酸钠为原料,控制反应温度和碱度,在均相体系内制备了粒径分布在70-150 nm的球形的铜纳米粒子; zhu等在微波辐照下在乙二醇中同样以以五水硫酸铜为铜源和次亚磷酸钠为还原剂制备了平均粒径为10 nm的分散良好的铜纳米粒子; lee等以化学还原法,在pvp作保护剂的情况下大量制备了粒径可控的铜纳米粒子,并研究了其在电子产品方面的应用。

krishnamoorthy等利用一步法水热合成了硫化铜纳米粒子,并研究了其在超级电容器方面的应用; gopalakrishnan等用水热合成法制备了形貌可控的氧化铜纳米棒,并探究了其在气体传感方面的性能;赵鹏君等采用一步水热法合成了铜纳米粒子负载二氧化钛纳米管材料,所制备材料上铜纳米粒子的粒径在5 nm左右,光催化实验还证实了cu-tio2复合材料在可见光下具有较好的光催化活性。

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3. 研究的基本内容与计划

把一定量的酸碱纤维素溶解在蒸馏水里,把酸碱纤维素跟氯化氢溶液,硝酸铜溶液和酸碱纤维素混合,目的是把铜离子和酸碱纤维素混合均匀搅拌均匀,铜离子置换铜单质,用硼氢化钠,硼氢化钠具有很大的还原性。

实验过程要不断改变酸碱纤维素的浓度,寻求最佳效果1-13周:做实验,研究反应条件,寻找最佳效果14-15周:答辩16周:完善,提交论文,定稿

4. 研究创新点

用纳米材料制成的用品具有很多奇特的性质。

例如,纳米铜具有超塑延展性,在室温下可拉长50多倍而不出现裂纹。

最近,法国国家科研中心研究人员发现,平均体积仅为80纳米的铜纳米结晶体机械特性惊人,强度不仅比普通铜高3倍,且形变非常均匀,没有明显的区域性变窄现象。

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