学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

Zn1-xCoxO透明纳米分散体及其PVB复合膜材料的制备及性能研究

作　者: 李洁
导　师: 陈建峰
学　校: 北京化工大学
专　业: 化学工程与技术
关键词: 氧化锌掺杂 溶剂热 分散体 红移 纳米复合膜 紫外屏蔽
分类号: TQ132.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 39次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


常见的无机紫外屏蔽物质主要包括TiO2、ZnO、CeO2、SiO2等,将其添加到透明有机聚合物中,可以制备具有紫外屏蔽功能的有机-无机纳米复合材料,在紫外阻隔透明器件或材料领域具有非常广阔的应用前景。为了保证该复合材料的高透明特性,要求无机纳米颗粒具有足够小的粒径,而且在有机聚合物中具有很好的分散性。然而,因为纳米颗粒具有量子尺寸效应,会使其紫外线吸收边发生蓝移现象,因而不能全波段吸收紫外线,透过的紫外线往往会对透明器件中要保护的材料或器件造成伤害。通过对纳米金属氧化物颗粒进行掺杂,能够对其禁带宽度进行调节,从而使其紫外线吸收边发生红移,达到全波段阻隔紫外线的目的。论文对掺钴氧化锌(Zn1-xCoxO)透明纳米分散体的制备及其在聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂中的应用进行了研究,讨论了制备工艺条件对材料紫外线吸收边波段的影响,制备出了既能完全阻隔紫外线,又能保持可见光高透过率的分散体和复合膜材料。主要的研究结果如下：1.采用溶剂热法制备了掺钴氧化锌纳米颗粒。研究了制备工艺条件对Zr1-xCoxO纳米颗粒光吸收性能的影响,发现Co掺杂能够有效地使纳米颗粒的紫外线吸收边发生红移,确定了适宜的制备工艺条件为：溶剂热温度140℃、溶剂热时间10h、pH=9;对Zn1-xCoxO纳米颗粒的晶体结构、形貌等进行了表征,结果表明：Co掺杂并未改变其六纤锌矿结构,掺杂的纳米颗粒比未掺杂的颗粒的粒径小。2.采用一步溶剂热法制备了Zn1-xCoxO醇相透明分散体,考察了钴的掺杂摩尔百分比、溶剂热温度、溶剂热时间、改性剂用量、改性时间等工艺条件对纳米颗粒在醇相中分散性能的影响,确定了适宜的反应条件为溶剂热温度140℃、溶剂热时间10h、改性剂用量30wt%、改性时间4h；研究了纳米颗粒的钴掺杂量和浓度对分散体光学性能的影响,发现掺杂摩尔比或浓度的增加都会明显增强分散体紫外线吸收边红移的效果；采用XRD、TEM、XPS、FT-IR等表征手段对颗粒的表面结构和形貌特征进行了分析,结果表明：改性后样品仍为六纤锌矿结构,表面活性剂与纳米颗粒表面的-OH相互作用并在其表面均匀包覆,使纳米颗粒能够稳定的分散在乙醇介质中。3.通过简单的溶液共混法制备了Zn1-xCoxO/PVB透明复合膜材料。研究了纳米颗粒的钴掺杂摩尔比和添加量对复合膜材料光学性能的影响,结果表明：钴掺杂摩尔比和添加量的增加都能使复合膜材料的紫外线吸收边发生红移现象,在相同的纳米颗粒添加量下,当紫外线屏蔽率为95%时,ZnO/PVB膜材料对应的波长为350nm,而Zn1-xCoxO(x=0.125)/PVB膜材料对应的波长为380nm,紫外线吸收边红移了30nm。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-14
第一章 文献综述  14-30
  1.1 纳米材料简介  14-15
  1.2 氧化锌简介  15-19
    1.2.1 氧化锌的基本性质参数  15-16
    1.2.2 氧化锌的晶体结构特征  16
    1.2.3 氧化锌的掺杂  16-17
    1.2.4 能带工程(Band-gap Engineering)  17-19
  1.3 掺杂氧化锌的制备及应用  19-22
    1.3.1 掺杂氧化锌的制备方法  19-20
    1.3.2 掺杂氧化锌的应用现状  20-22
  1.4 纳米颗粒的分散  22-24
    1.4.1 物理法  23
    1.4.2 化学法  23-24
  1.5 纳米复合材料的制备及应用  24-28
    1.5.1 纳米复合材料的制备方法  25-27
    1.5.2 纳米复合材料的应用现状  27-28
  1.6 论文的研究目的和研究内容  28-30
第二章 Zn_(1-x)Co_xO纳米颗粒的制备及其性能研究  30-44
  2.1 实验原料  30-31
  2.2 实验仪器与设备  31
  2.3 实验流程  31-32
  2.4 Zn_(1-x)Co_xO纳米颗粒的表征与分析方法  32-33
  2.5 结果与讨论  33-43
    2.5.1 工艺条件对Zn_(1-x)Co_xO纳米颗粒光学性能的影响  33-38
    2.5.2 Zn_(1_x)Co_xO纳米颗粒的表征与分析  38-43
  2.6 本章小结  43-44
第三章 Zn_(1_x)Co_xO透明纳米分散体的制备及其分散性研究  44-66
  3.1 实验原料  44-45
  3.2 实验仪器与设备  45
  3.3 实验流程  45-46
  3.4 Zn_(1-x)Co_xO分散体的表征与分析方法  46-47
  3.5 结果与讨论  47-64
    3.5.1 工艺条件对Zn_(1-x)Co_xO分散性能的影响  47-57
    3.5.2 Zn_(1-x)Co_xO的结构及表面分析表征  57-62
    3.5.3 Zn_(1-x)Co_xO分散体的光学性能  62-64
  3.6 小结  64-66
第四章 Zn_(1-x)Co_xO/PVB纳米复合膜材料制备及其光学性能研究  66-72
  4.1 实验原料  66-67
  4.2 实验仪器与设备  67
  4.3 实验流程  67-68
  4.4 结果与讨论  68-70
    4.4.1 掺杂摩尔百分比对纳米复合膜材料光学性能的影响  68
    4.4.2 Zn_(1-x)Co_xO分散性对纳米复合膜材料光学性能的影响  68-69
    4.4.3 Zn_(1-x)Co_xO添加量对纳米复合膜材料光学性能的影响  69-70
  4.5 小结  70-72
第五章 结论  72-74
参考文献  74-80
致谢  80-82
研究成果及发表的学术论文  82-84
作者和导师简介  84-86
附件  86-87

相似论文

  1. Bi、N共掺杂TiO2的制备及性能的研究,O614.411
  2. 氧化铈基材料的制备和表征及其性能研究,TB383.1
  3. 晶相可控的纳米TiO2制备及性能研究,TB383.1
  4. 纳米二氧化钛微球的制备及其性能研究,O614.411
  5. 水溶性及纳米酞菁化合物的合成表征及性质研究,TB383.1
  6. 高活性氧化物可见光催化剂的设计合成及其机制研究,O643.36
  7. 基于CdSe/ZnS量子点掺杂的光纤及其增益特性,TN253
  8. 热固化颜料分散体的制备及性能研究,TS190.2
  9. 亚磷酸氢镍、钒酸铜三维有序微/纳米材料的液相合成及性质研究,TB383.1
  10. 双氯芬酸钠固体分散体—壳聚糖海藻酸钠微球的研究,R943
  11. 铜铟硫（CuInS2）薄膜太阳能电池的制备与光电性能研究,TM914.4
  12. 细菌纤维素模板效应及氧化锌光催化材料的可控制备,TB383.1
  13. APIC在大鼠体内两种不同吸收途径及其肠溶固体分散体的研究,R965
  14. 雷帕霉素固体新制剂的制备及其在大鼠体内的药动学研究,R965
  15. 阿维菌素缓释载药体系的制备及其性能研究,TQ460.1
  16. Cu2ZnSnSxSe4-x薄膜太阳能电池吸收层材料的制备与表征,TM914.4
  17. 多面体铁微纳米胶囊吸波材料的制备与性能研究,TB383.1
  18. 溶剂热体系中甲基丙烯酸甲酯的ATRP研究,TQ316.3
  19. YAG:Ce3+荧光粉的制备及发光性能,TQ422
  20. 功能性纳米颗粒的合成、组装、及其性能研究,TB383.1
  21. 双组分水性聚氨酯涂料的合成与工业应用,TQ633

中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 金属元素的无机化合物化学工业 > 第Ⅱ族金属元素的无机化合物 > 锌副族（ⅡＢ族）元素的无机化合物 > 锌的无机化合物
© 2012 www.xueweilunwen.com