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基于空心玻璃微珠功能微球的研究

作　者: 朱国庆
导　师: 张辉
学　校: 西安工程大学
专　业: 纺织材料与纺织品设计
关键词: 空心玻璃微珠化学镀银纳米四氧化三铁纳米二氧化钛
分类号: TQ171.79
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

空心玻璃微珠具有中空、质轻、粒径小、无毒等优点，通过对其进行表面改性，可以得到质轻、易回收的功能微珠，大大降低成本。贵金属银无毒，具有优良的电导率，是优良的电磁波屏蔽材料。本文以空心玻璃微珠为基核，基于银镜反应和自主装膜技术，省去传统的Pb活化工艺，直接进行化学镀银，采用单因素分析法，研究了硝酸银、葡萄糖、装载量、氢氧化钠和无水乙醇用量对增重率、银利用率、导电和结合牢度等性能的影响，并借助扫描电镜和X射线衍射仪对镀层表面形貌和结构进行了表征。研究结果表明：与胶体钯活化法和硝酸银活化法化学镀银相比，空心微珠偶联表面改性直接化学镀银的镀层更为致密、均匀，银利用率高，导电性好，结合力强,是良好的织物电磁屏蔽涂层原料。其次，采用沉淀法和水热法在空心玻璃微珠表面包覆纳米四氧化三铁颗粒，采用单因素分析法研究了总铁浓度、二价铁与三价铁比例、尿素用量、无水乙醇用量对水热法四氧化三铁改性微珠的磁性能的影响，借助扫描电镜和X射线衍射仪对包覆层层表面形貌和结构进行了表征，用VSM多功能振动样品磁强计测定了磁性能。研究结果表明：沉淀法和水热法均实现了纳米四氧化三铁空心微珠改性，具有超顺磁性，水热法改性微珠效果较好，饱和磁化强度高达35.72emu·g-1。第三，以钛酸四丁酯和硫酸钛为钛源，采用水热法在空心玻璃微珠表面包覆纳米二氧化钛颗粒，借助扫描电镜和X射线衍射仪对包覆层表面形貌和结构进行了表征，测试改性后微珠对亚甲基蓝的光催化效果。研究结果表明：改性后的微珠具有良好的光催化性能，钛酸丁酯改性微珠光催化效果要好于硫酸钛改性微珠。最后，基于纳米四氧化三铁、二氧化钛和银的特性制备出复合功能微珠，借助扫描电镜和X射线衍射仪对包覆层表面形貌和结构进行了表征，用VSM多功能振动样品磁强计测试了磁性能，同时测定了复合功能微球的光催化活性。研究结果表明：Fe3O4/TiO₂/Ag复合微球不仅具有良好的光催化性能，而且具有磁性。

全文目录

摘要  2-3
ABSTRACT  3-8
1 绪论  8-14
  1.1 空心玻璃微珠  8
  1.2 化学镀银  8-9
  1.3 纳米 Fe_3O_4  9-11
  1.4 纳米 TiO_24  11-12
  1.5 本课题研究内容  12-14
2 空心玻璃微珠化学镀银  14-25
  2.1 空心玻璃微珠无活化化学镀银  14-19
    2.1.1 实验材料与仪器  14-15
    2.1.2 实验方法  15
    2.1.3 性能测试与表征  15-16
    2.1.4 结果与讨论  16-19
  2.2 空心玻璃微珠偶联后化学镀银  19-24
    2.2.1 实验材料与仪器  19
    2.2.2 实验方法  19-20
    2.2.3 性能测试与表征  20
    2.2.4 结果与讨论  20-24
  2.3 本章小结  24-25
3 空心玻璃微珠包覆纳米 Fe_3 O_4  25-34
  3.1 沉淀法制备纳米 Fe3O4 包覆空心微珠  25-27
    3.1.1 实验材料  25
    3.1.2 实验方法  25
    3.1.3 表征与测试  25-26
    3.1.4 结果与讨论  26-27
  3.2 水热法制备纳米 Fe_3O_4包覆空心微珠  27-32
    3.2.1 实验材料  27-28
    3.2.2 实验方法  28
    3.2.3 表征与测试  28
    3.2.4 结果与讨论  28-32
  3.3 本章小结  32-34
4 空心玻璃微珠包覆纳米 TiO_2  34-45
  4.1 钛酸丁酯制备纳米 TiO_2包覆空心微珠  34-40
    4.1.1 实验材料  34
    4.1.2 实验方法  34
    4.1.3 结构表征与测试  34-35
    4.1.4 结果与讨论  35-40
  4.2 硫酸钛尿素制备纳米 TiO_2包覆空心微珠  40-44
    4.2.1 实验材料  40
    4.2.2 实验方法  40
    4.2.3 结构表征与测试  40
    4.2.4 结果与讨论  40-44
  4.3 本章小结  44-45
5 Fe_3O_4/TiO_2/Ag 复合空心微珠制备  45-52
  5.1 实验材料  45
  5.2 实验方法  45
  5.3 表征与测试  45-46
  5.4 结果与讨论  46-51
    5.4.1 扫描电镜观察  46
    5.4.2 X 射线能谱分析  46-47
    5.4.3 X 射线衍射分析  47-48
    5.4.4 磁性能分析  48
    5.4.5 漫反射光谱分析  48-49
    5.4.6 光催化性能分析  49-50
    5.4.7 催化剂重复使用效果  50-51
  5.5 本章小结  51-52
6 结论  52-53
  6.1 本论文取得的主要结论  52
  6.2 今后工作展望  52-53
参考文献  53-57
攻读学位期间发表文章及申请专利  57-60
致谢  60

基于空心玻璃微珠功能微球的研究

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