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基本信息

項(xiàng)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
簡(jiǎn)介：
本文利用生物模板荷花粉來(lái)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(duì)其所具有的光催化性能進(jìn)行了一定程度的探索。
詳細(xì)介紹：
本文以乙酰丙酮為絡(luò)合劑，荷花粉為模板，ZrOCl2為原料，使用尿素來(lái)控制反應(yīng)體系的酸堿度。通過(guò)簡(jiǎn)單的誘導(dǎo)-陳化法，制備了具有特殊形貌的空心球狀納米結(jié)構(gòu)氧化鋯。通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)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(guò)與其他氧化鋯粉體的光催化效率進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了空心球氧化鋯優(yōu)秀的光催化特性。為以后實(shí)際生產(chǎn)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(dǎo)。

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  • 特殊形貌氧化鋯的制備和光催化性能
  • 特殊形貌氧化鋯的制備和光催化性能

作品專業(yè)信息

撰寫目的和基本思路

基于不同應(yīng)用領(lǐng)域?qū)rO2的特定形貌的要求，本文旨在利用簡(jiǎn)單的合成方法，進(jìn)行可控形貌氧化鋯的制備與組裝實(shí)驗(yàn)研究及吸附性質(zhì)初探，并對(duì)形貌控制的機(jī)理和特殊性能的成因進(jìn)行研究。希望獲得形貌穩(wěn)定可控的納米結(jié)構(gòu)氧化鋯，并且著重分析特定形貌ZrO2表面性質(zhì)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與光催化性質(zhì)的關(guān)系

科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處

1．利用絡(luò)合-沉淀反應(yīng)制備特殊形貌ZrO2。在體系中加入小分子絡(luò)合劑，以花粉為模板，通過(guò)絡(luò)合反應(yīng)與沉淀反應(yīng)的競(jìng)爭(zhēng)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)ZrO2形貌的控制。 2．特殊形貌ZrO2吸附性能的測(cè)定。討論所合成的特殊形貌氧化鋯在不同條件下對(duì)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(shì)，并初步探討吸附的機(jī)理。

應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義

微觀粒子的表面結(jié)構(gòu)和特殊形貌無(wú)疑會(huì)決定其諸多有潛力的應(yīng)用。隨著表面結(jié)構(gòu)和形貌發(fā)生改變，表面的化學(xué)性質(zhì)也一樣會(huì)改變。納米材料一般具有強(qiáng)大的比表面積，能量比較高，處于熱力學(xué)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(yīng)用這些納米粒子，將依賴于我們對(duì)一般性質(zhì)、表面性質(zhì)、穩(wěn)定性的全面的理解。所以通過(guò)有效的形貌控制，有望制得具有奇特性能的新型材料。

學(xué)術(shù)論文摘要

材料的顯微結(jié)構(gòu),決定了其宏觀性質(zhì)。微觀粒子的表面結(jié)構(gòu)和其本身的特殊形貌無(wú)疑會(huì)決定其諸多有潛力的應(yīng)用。小尺寸的超細(xì)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(zhì)很不穩(wěn)定。隨著表面結(jié)構(gòu)和形貌發(fā)生改變，表面的化學(xué)性質(zhì)也會(huì)改變。而納米材料一般具有強(qiáng)大的比表面積，能量比較高，處于熱力學(xué)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(duì)其一般性質(zhì)、表面性質(zhì)、穩(wěn)定性的全面的理解。所以我們希望通過(guò)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(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)各種新型功能材料和器件開(kāi)辟一條全新的途徑。本文報(bào)道以乙酰丙酮為絡(luò)合劑，荷花粉為模板，ZrOCl2和NH4HCO3為原料，通過(guò)簡(jiǎn)單的誘導(dǎo)-陳化法，制備了具有特殊形貌的空心球狀納米結(jié)構(gòu)氧化鋯。該合成方法簡(jiǎn)單，條件易得，操作過(guò)程可控。研究表明，在反應(yīng)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(guān)鍵步驟

獲獎(jiǎng)情況

無(wú)

鑒定結(jié)果

本作品為作者課外學(xué)術(shù)科技成果，內(nèi)容有較高的學(xué)術(shù)、應(yīng)用價(jià)值

參考文獻(xiàn)

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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(qiáng)度的酸堿中心、氧化還原性質(zhì)以及小尺寸、大比表面積、高表面能、高反應(yīng)活性和選擇性、對(duì)環(huán)境友好等特點(diǎn)，使其在催化劑、催化劑載體、常規(guī)和色譜柱分離技術(shù)、環(huán)境治理等方面的研究和應(yīng)用非?；钴S，并受到愈來(lái)愈多的關(guān)注。納米二氧化鋯的制備、形貌控制和相關(guān)復(fù)合材料研究開(kāi)發(fā)已成為科學(xué)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(yīng)環(huán)境，因而成本也較昂貴，文獻(xiàn)中少有報(bào)道。由于半導(dǎo)體納米ZrO2材料的特殊形貌及微觀結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了不同于常規(guī)材料的光催化性能和吸附性能，這預(yù)示著新的應(yīng)用領(lǐng)域，目前這方面的研究就更加少見(jiàn)。
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