基本信息
- 項目名稱：
- 特殊形貌氧化鋯的制備和光催化性能
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 本文利用生物模板荷花粉來制取空心球納米氧化鋯，從而制得特殊形貌的氧化鋯粉體，并對其所具有的光催化性能進行了一定程度的探索。
- 詳細介紹：
- 本文以乙酰丙酮為絡合劑，荷花粉為模板，ZrOCl2為原料，使用尿素來控制反應體系的酸堿度。通過簡單的誘導-陳化法，制備了具有特殊形貌的空心球狀納米結構氧化鋯。通過一系列實驗的摸索，逐步找到了空心球氧化鋯的最佳光催化條件，并且通過與其他氧化鋯粉體的光催化效率進行對比，驗證了空心球氧化鋯優(yōu)秀的光催化特性。為以后實際生產生活中的污染物降解和空氣凈化方面提供了一定的理論指導。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 基于不同應用領域對ZrO2的特定形貌的要求，本文旨在利用簡單的合成方法，進行可控形貌氧化鋯的制備與組裝實驗研究及吸附性質初探，并對形貌控制的機理和特殊性能的成因進行研究。希望獲得形貌穩(wěn)定可控的納米結構氧化鋯，并且著重分析特定形貌ZrO2表面性質、結構特點與光催化性質的關系
科學性、先進性及獨特之處
- 1．利用絡合-沉淀反應制備特殊形貌ZrO2。在體系中加入小分子絡合劑，以花粉為模板，通過絡合反應與沉淀反應的競爭，最終實現(xiàn)對ZrO2形貌的控制。 2．特殊形貌ZrO2吸附性能的測定。討論所合成的特殊形貌氧化鋯在不同條件下對甲基橙等的吸附情況，分析特定形貌氧化鋯在吸附上的優(yōu)勢，并初步探討吸附的機理。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 微觀粒子的表面結構和特殊形貌無疑會決定其諸多有潛力的應用。隨著表面結構和形貌發(fā)生改變，表面的化學性質也一樣會改變。納米材料一般具有強大的比表面積，能量比較高，處于熱力學不穩(wěn)定狀態(tài)，所以可能具有一定的光催化作用。很明顯，完全和有效的應用這些納米粒子，將依賴于我們對一般性質、表面性質、穩(wěn)定性的全面的理解。所以通過有效的形貌控制，有望制得具有奇特性能的新型材料。
學術論文摘要
- 材料的顯微結構,決定了其宏觀性質。微觀粒子的表面結構和其本身的特殊形貌無疑會決定其諸多有潛力的應用。小尺寸的超細粒子具有很高的表面能量和很大的比表面積，使其表面性質很不穩(wěn)定。隨著表面結構和形貌發(fā)生改變，表面的化學性質也會改變。而納米材料一般具有強大的比表面積，能量比較高，處于熱力學不穩(wěn)定狀態(tài)，所以可能具有一定的吸附作用，但這依賴于我們對其一般性質、表面性質、穩(wěn)定性的全面的理解。所以我們希望通過有效的形貌控制，有望制得具有奇特性能的新型納米材料，為人類按照自己的意志探索、設計和開發(fā)各種新型功能材料和器件開辟一條全新的途徑。本文報道以乙酰丙酮為絡合劑，荷花粉為模板，ZrOCl2和NH4HCO3為原料，通過簡單的誘導-陳化法，制備了具有特殊形貌的空心球狀納米結構氧化鋯。該合成方法簡單，條件易得，操作過程可控。研究表明，在反應體系中加入的荷花粉是促成納米氧化鋯形成空心球狀形貌的關鍵步驟
獲獎情況
- 無
鑒定結果
- 本作品為作者課外學術科技成果，內容有較高的學術、應用價值
參考文獻
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同類課題研究水平概述
- 氧化鋯納米粉體不僅具備優(yōu)良的材料工藝特性，而且具有中等強度的酸堿中心、氧化還原性質以及小尺寸、大比表面積、高表面能、高反應活性和選擇性、對環(huán)境友好等特點，使其在催化劑、催化劑載體、常規(guī)和色譜柱分離技術、環(huán)境治理等方面的研究和應用非?；钴S，并受到愈來愈多的關注。納米二氧化鋯的制備、形貌控制和相關復合材料研究開發(fā)已成為科學研究的重要課題。 以往異形ZrO2的制備所要求的工藝條件比較高，需要特殊的模板和反應環(huán)境，因而成本也較昂貴，文獻中少有報道。由于半導體納米ZrO2材料的特殊形貌及微觀結構導致了不同于常規(guī)材料的光催化性能和吸附性能，這預示著新的應用領域，目前這方面的研究就更加少見。
