学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

新型光催化水性聚氨酯材料的制备和研究

作　者: 魏阳
导　师: 钟银屏
学　校: 四川大学
专　业: 生物医学工程
关键词: 水性聚氨酯二氧化钛分散性能复合光催化剂抗菌
分类号: R318.08
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 177次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

水性聚氨酯材料因其具有安全、无毒、节省能源、易加工,良好的柔韧性、耐低温性、耐疲劳性和耐化学药品等优异性能,被广泛地应用于国民生活的各个领域,而纳米二氧化钛是目前研究较多的纳米光催化材料之一,杀菌效果优异,能分解许多有害有机物,又因其长效、广普、经济、方便等特点,因而受到了世界各国的普遍青睐。本论文中将水性聚氨酯材料与纳米二氧化钛相结合,制备出一种全新的绿色光催化水性聚氨酯材料。纳米二氧化钛表面能高,在水性聚氨酯材料中易于团聚,阻碍了其光催化性能的发挥;另外纳米二氧化钛的光响应范围仅局限于紫外线光区,限制了其对太阳光和室内灯光的利用。因此,提高纳米二氧化钛在水性聚氨酯中的分散能力以及扩大其光响应范围是制备高性能光催化水性聚氨酯材料技术的关键。本论文采用溶胶凝胶法制备出SiO₂/TiO₂复合光催化剂,在此基础上制备了掺杂Fe³⁺的Fe³⁺/SiO₂╱TiO₂复合光催化剂,并将其分散入水性聚氨酯中制得SiO₂╱TiO₂-PU和Fe³⁺/SiO₂/TiO₂-PU两种新型水性聚氨酯复合材料。傅立叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）以及透射电镜（TEM）测试表明TiO₂表面成功包覆上SiO₂,复合光催化剂平均粒径可达90nm左右;Fe³⁺完全渗入了TiO₂晶格内部;复合粒子晶粒更小,有利于提高其光催化活性。分光光度法测试表明表面包覆SiO₂,利用硅酸钠,PEG-800和SDS三种表面活性剂对进行表面改性等方法都能改善SiO₂╱TiO₂和Fe³⁺/SiO╱TiO₂在水性聚氨酯乳液中的分散性能。当TiO₂质量百分含量为20%,和加入1.0%SDS

全文目录

中文摘要  2-4
Abstract  4-10
第一章文献综述  10-24
  1.1 引言  10-11
  1.2 抗菌剂的分类  11-14
    1.2.1 天然抗菌剂  11
    1.2.2 有机抗菌剂  11-12
    1.2.3 高分子抗菌剂  12-13
    1.2.4 无机抗菌剂  13-14
      1.2.4.1 金属离子型无机抗菌剂  13
      1.2.4.2 氧化物型离子抗菌剂  13-14
  1.3 纳米二氧化钛光催化剂的应用及制备方法  14-18
    1.3.1 纳米二氧化钛光催化剂的应用  14
    1.3.2 物理方法  14-15
      1.3.2.1 机械粉碎法  14-15
      1.3.2.2 惰性气体冷凝法  15
      1.3.2.3 流动油上真空蒸发法  15
      1.3.2.4 溅射法  15
    1.3.3 物理化学综合法  15-18
      1.3.3.1 气相法  15-16
      1.3.3.2 液相法  16-18
      1.3.3.3 气相法和液相法的比较  18
  1.4 纳米TiO_2的表面改性  18-20
    1.4.1 无机改性  19
    1.4.2 有机改性  19-20
  1.5 水性聚氨酯涂料的应用现状  20-22
    1.5.1 水性聚氨酯特点  20
    1.5.2 水性聚氨酯的应用  20-22
      1.5.2.1 汽车涂料  20-21
      1.5.2.2 皮革涂饰  21
      1.5.2.3 塑料工业  21-22
  1.6 本论文的目的、意义和试验设计方案  22-24
    1.6.1 本论文的目的和意义  22
    1.6.2 本论文的实验设计方案及主要内容  22-24
第二章复合光催化剂及其复合光催化水性聚氨酯材料的制备及表征  24-41
  2.1 前言  24-25
  2.2 实验  25-27
    2.2.1 原料与试剂  25-26
    2.2.2 实验设备  26
    2.2.3 SiO_2／TiO_2复合光催化剂的制备  26
    2.2.4 Fe~(3+)／SiO_2／TiO_2复合光催化剂的制备  26-27
    2.2.5 聚醚性水性聚氨酯乳液的制备  27
    2.2.6 复合光催化水性聚氨酯材料制备  27
  2.3 材料的结构及性能表征  27-28
    2.3.1 傅立叶变换红外光谱  27
    2.3.2 透射电镜  27
    2.3.3 分光光度法  27-28
    2.3.4 X射线衍射分析  28
    2.3.5 含复合粉体水性聚氨酯材料的力学性能  28
  2.4 结果与讨论  28-39
    2.4.1 复合光催化剂结构分析  28-32
      2.4.1.1 傅立叶变换红外光谱分析  28-30
      2.4.1.2 X射线衍射谱图分析  30-32
    2.4.2 复合粉体在水性聚氨酯水乳液中的分散性  32-38
      2.4.2.1 SiO2／TiO2复合光催化剂在水性聚氨酯水乳液中分散能力  32-33
      2.4.2.2 Fe3+／SiO2／TiO2复合光催化剂在水性聚氨酯水乳液中分散能力  33
      2.4.2.3 表面活性剂对复合光催化剂在水性聚氨酯水乳液中的分散能力的影响  33-38
    2.4.3 复合光催化剂对于水性聚氨酯材料力学性能的影响  38-39
  2.5 本章小结  39-41
第三章复合光催化水性聚氨酯涂料光催化性能的表征  41-50
  3.1 前言  41-42
  3.2 实验  42-43
    3.2.1 复合催化剂的表征  42
    3.2.2 罗丹明B光催化降解实验  42
    3.2.3 抗菌性能测试  42-43
      3.2.3.1 OD值法  42-43
      3.2.3.2 抑菌圈法  43
  3.3 结果与讨论  43-48
    3.3.1 紫外-可见光漫反射吸收光谱  43-44
    3.3.2 荧光光谱  44
    3.3.3 罗丹明B光催化降解实验  44-46
      3.3.3.1 SiO_2／TiO_2-PU光催化性评价  45-46
      3.3.3.2 Fe~(3+)／SiO_2／TiO_2-PU光催化性评价  46
    3.3.4 抗菌性能测试  46-48
  3.4 本章小结  48-50
第四章全文总结  50-52
参考文献  52-55
声明  55-56
致谢  56-57
发表文章  57

新型光催化水性聚氨酯材料的制备和研究

内容摘要

全文目录

相似论文