静电纺丝制备纳米复合材料及其环境应用研究

来源 :华北电力大学(保定) | 被引量 : 0次 | 上传用户:ergezhi
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纳米材料的广泛应用造成了潜在的环境威胁,寻找一种成本适中、结合牢固而又分散均匀的金属纳米颗粒的分散负载方法即可充分发挥纳米材料的协同效应,又可节省应用成本、减少使用过程纳米颗粒的流失,是未来发展绿色纳米科技的重要途径。静电纺丝是一种新型纳米纤维制备技术,具有一体化成型的特点,所制备材料前驱物可选范围宽,可控性强,比表面积大、稳定性好,是较理想的纳米材料负载骨架。本论文中,分别采用原位还原、紫外还原以及混纺巯基功能化氧化石墨烯的方法制备纳米复合膜材料并进行表征,通过纳米分析手段,研究纳米颗粒物的稳定性和释放行为,以对硝基酚、罗丹明B、亚甲基蓝为模型污染物考察材料催化降解有机染料的性能,并探究了紫外还原法制备材料的制氢活性。具体研究如下:
  (1)采用原位还原、紫外还原以及混纺巯基功能化氧化石墨烯的方法制备纳米复合材料并对纳米材料进行表征;对纳米银负载的稳定性和在水溶液中的释放行为进行研究。本论文提出的新方法较比另两种传统方法脱落率降低了60.9%,成功的提高了纳米银的负载稳定性。
  (2)以对硝基酚、罗丹明B、亚甲基蓝为模型污染物,考察三种方法制备的纳米材料催化降解污染物的性能。其中原位还原、紫外还原、混纺巯基功能化氧化石墨烯法催化速率分别为:0.1876min-1、0.5356min-1、0.1356min-1;循环催化实验表明,课题新方法催化速率的下降较比传统方法减少54.57%,验证了新方法纳米银负载稳定性高于传统方法合成的材料。
  (3)以硼氢化钠为起始化合物,考察浸泡时间、浸泡液浓度、辐照还原时间等因素对紫外还原膜材料的制氢活性的影响,并探究最佳制氢活性下的制备参数。通过预实验结合响应面法拟合出最佳制氢活性下的制备参数:浸泡时间10.50h、浸泡浓度0.50wt%、辐照时间13.00h,最大产氢速率为0.3555l.gcat-1.min-1。
  综上所述,本文所采用的方法简单易行,研究有望为发展新型、高效复合纳米材料制备方法和开发更加安全、绿色的环境纳米材料提供重要参考。
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