基于水滑石的復合功能材料制備及性能研究.pdf

1、水滑石(Layered Double Hydroxides,LDHs)是一種層狀的無機多功能材料,在應用時常與有機分子復合形成無機有機復合材料。水滑石本身可以吸附水中有害的有機分子,起到水處理的作用。同時,染料分子插層的水滑石還可以作為多功能材料使用。而以水滑石為前驅(qū)體的焙燒產(chǎn)物尖晶石與半導體復合以后因其較寬的吸光范圍常被用于光催化技術中,特別是在降解有機污染物方面表現(xiàn)突出。
　　 本論文研究了水滑石前驅(qū)體的焙燒產(chǎn)物選擇性光降解

2、染料分子的性能及其機理、染料分子插層的水滑石復合材料的熒光性能。具體研究內(nèi)容如下:
　　 1.采用噴霧干燥法制備得到粒徑分布均勻的水滑石微球,經(jīng)焙燒后得到ZnO/ZnAl2O4復合材料,對其形貌、粒徑分布、比表面、孔徑分布進行研究,并將其用于亞甲基藍(MB)、甲基橙(MO)的紫外光催化降解研究。研究結果表明:噴霧干燥法制備得到的水滑石微球是由水滑石片堆積而成,孔徑分布較窄,比表面大,易于吸附染料分子,且焙燒后能保持球形形貌。光降

3、解實驗結果顯示ZnO/ZnAl2O4微球復合材料對MB、MO均具有明顯的光催化降解效果,降解效率約為98％左右,可重復利用。相同濃度的MB與MO體積比為1:1混合后,ZnO/ZnAl2O4微球復合材料具有選擇性降解作用,優(yōu)先降解MO,且光降解率為98％左右。
　　 并進一步從實驗和理論上解釋了ZnO/ZnAl2O4微球復合材料對MB、MO的光催化降解和選擇性降解的機理。通過紅外表征手段表明其表面對MB、MO均具有吸附性能,通過計

4、算ZnO/ZnAl2O4微球復合材料的禁帶寬度,從電荷及空穴運動過程的角度解釋了光催化機理。對于MB、MO選擇性光降解的機理,通過CO2-TPD的方法證實了ZnO/ZnAl2O4微球復合材料表面呈堿性,易于吸附酸性分子。因此,MO分子能夠優(yōu)先吸附到催化劑表面被降解。同時說明在ZnO/ZnAl2O4微球復合材料選擇性光催化降解MB、MO的反應中,催化劑表面酸堿性起主要作用。
　　 2.采用靜電紡絲的方法,制備了磺基羅丹明插層的Ca

5、Al-LDH/PVA復合纖維薄膜。研究了水滑石粉體在PVA纖維薄膜中的分散,并考查該復合薄膜在不同pH值條件下的熒光和抗淬滅性能。研究結果表明:水滑石粉體容易團聚,且隨著水滑石加入量的增大,團聚現(xiàn)象尤為明顯。當PVA和水滑石的配比適量時,水滑石可以在PVA薄膜中均勻分散且具有良好的熒光性能。在pH值為7.0-9.4的范圍中該復合薄膜的熒光強度呈現(xiàn)線性變化,有望用作該pH值范圍的檢測指針;并且該薄膜在400mg/ml的NaCl溶液中依然保