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纳米tio2/cdp复合物基涂料的制备及性能研究

纳米TiO2/CDP复合物基涂料的制备及性能研究

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作者：杨志恒天津科技大学

学位级别：硕士

纳米二氧化钛(tio2)在光催化过程中,由于其光电子利用率较低等因素,使得纳米tio2在特种涂料领域的应用受到限制,而β环糊精(β-CD)是一类包结性能较强的有机吸附剂,如果将二者优势有效结合,即将β-CD聚合物负载于纳米tio2表面,则有望制... 详细信息

纳米二氧化钛(tio2)在光催化过程中,由于其光电子利用率较低等因素,使得纳米tio2在特种涂料领域的应用受到限制,而β环糊精(β-CD)是一类包结性能较强的有机吸附剂,如果将二者优势有效结合,即将β-CD聚合物负载于纳米tio2表面,则有望制备得到纳米tio2/cdp复合物基吸附-催化联动性特种涂料。本文主要研究了纳米tio2/cdp复合物基涂料的制备工艺、性能表征、一次及二次光催化性能。首先,通过改善纳米tio2预处理、β-CD与纳米tio2配比以及β-CD与环氧氯丙烷(EPI)配比制备出粒径均匀、黏度适宜以及悬浮稳定性良好的纳米tio2/cdp复合物。并通过红外、紫外、SEM以及热重分析对复合物颗粒进行表征,发现β-CD成功负载于纳米tio2表面,所制备复合物具有较强的紫外吸收,且热稳定性很好。然后,通过实验分析了pH值以及硅酸钠加入量对复合涂料液粒度、黏度、悬浮稳定的影响情况。并得出结论:制备喷涂涂料时,最佳硅酸钠加入量为0.5%,最佳pH为7,此时涂料液粒度均匀、黏度适宜、悬浮稳定性最佳。最后,研究了纳米tio2/cdp复合物基涂料对甲醛的光催化性能。结果表明:(1)复合涂料的光催化性能明显强于纳米tio2;(2)随着起始甲醛浓度的升高,纳米tio2/cdp复合涂料对甲醛的起始吸附率逐渐降低,终止催化降解率也逐渐降低;(3)经过分散处理的纳米tio2所制备的纳米tio2/cdp复合涂料对甲醛气体起始吸附率较高,终止甲醛催化降解率也较高;(4)随着β-CD用量的增加,纳米tio2/cdp复合涂料初始吸附能力增强,但是其催化能力减弱。β-CD与纳米tio2质量比为1:10时,所制备纳米tio2/cdp复合涂料催化联动性最好,二次使用效果最佳。(5)随着EPI用量的增加,纳米tio2/cdp复合涂料初始吸附效果越来越差,催化联动性也逐渐减弱。β-CD与EPI摩尔比为1:15时,所制备纳米tio2/cdp复合涂料催化联动性最好,二次使用效果最佳,催化效率最优。

关键词：纳米tio2 β-CD 纳米tio2/cdp复合物制备工艺催化性能

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