光催化作用下ZnO/SnO2/蒙脱石复合物去除颤藻的研究

本文采用水解法制备了一种ZnO/SnO2/蒙脱石复合物,并研究了其絮凝和抑制水华典型藻-颤藻的效果.XRD和TEM实验表明在ZnO/SnO2/蒙脱石复合物中ZnO和SnO2纳米颗粒分散表面.叶绿素a含量和总可溶性蛋白质含量表明,ZnO/SnO2/蒙脱石具有很强的吸附絮凝颤藻的作用,在紫外光的辅助作用下,ZnO/SnO2/蒙脱石可以通过光催化作用降解颤藻.紫外光下使用50 mg· L-1ZnO/SnO2/蒙脱石在lh内,颤藻的叶绿素a去除率可以达到93.8％.ZnO/SnO2/蒙脱石可以通过吸附絮凝和光催化的协同作用去除颤藻.     

ZnO对Bi2 O3-B2 O3-ZnO低熔点玻璃结构与性能的影响

通过FTIR、Raman、27 Al NMR、XRD、DSC等测试方法,研究了ZnO含量对Bi2 O3-B2 O3-ZnO-SiO2-Al2 O3系统低熔点玻璃结构及热性能的影响.结果表明:当ZnO含量小于12wt％时,Zn2+与自由氧结合形成[ZnO4]四面体,增强网络结构,玻璃化转变温度增大,热膨胀系数减小;当ZnO含量大于12wt％时,锌氧多面体由四配位[ZnO4]转变为六配位[ZnO6],破坏网络结构,玻璃化转变温度减小,热膨胀系数增大;ZnO含量的提高和热处理温度的升高对玻璃析晶能力没有明显的促进作用.     

组成与温度对R2O-CaO-ZnO-Al2O3-SiO2系统析晶的影响

通过大量的配方实验和OM、XRD分析,系统研究了R2O-Ca-ZnO-Al2O3-SiO2系统析晶和组成与热处理温度间的相互关系。研究结果表明,白榴石相仅在0.2K2O-CaO-ZnO-Al2O3-SiO2系统的低硅区析出,且高Al2O3含量有利于其析晶;锌黄长石相主要在ZnO含量较高的系统中析出。在ZnO含量为0.55mole的系统中,用Na2O等摩尔取代K2O,有减小锌黄长石相析晶区的趋势,但是在ZnO含量为0.35mole的系统中则相反,硅锌矿相主要在ZnO含量为0.55mole系统中的低SiO2区析出,在高CaO低ZnO含量的系统中析出的主晶相是β-硅灰石,尤其是用Na2O等摩尔取代K2O时,系统的组成一定时,析出晶相的种类和数量还受到热处理温度的显著影响。     

组成与温度对R_2O-CaO-ZnO-Al_2O_3-SiO_2系统析晶的影响

通过大量的配方实验和OM、XRD分析 ,系统研究了R2 O -CaO -ZnO -Al2 O3-SiO2 系统析晶和组成与热处理温度间的相互关系。研究结果表明 ,白榴石相仅在 0 .2K2 O -CaO -ZnO -Al2 O3-SiO2 系统的低硅区析出 ,且高Al2 O3含量有利于其析晶 ;锌黄长石相主要在ZnO含量较高的系统中析出。在ZnO含量为 0 .55mole的系统中 ,用Na2 O等摩尔取代K2 O ,有减小锌黄长石相析晶区的趋势 ,但是在ZnO含量为 0 .35mole的系统中则相反 ;硅锌矿相主要在ZnO含量为0 .55mole系统中的低SiO2 区析出。在高CaO低ZnO含量的系统中析出的主晶相是 β -硅灰石 ,尤其是在用Na2 O等摩尔取代K2 O时 ,系统的组成一定时 ,析出晶相的种类和数量还受到热处理温度的显著影响     

ZnO包覆TiO_2超微颗粒的制备及相转位研究

采用Ti(SO4)2水解制得纳米级水合TiO2胶粒,并在其表面通过沉积碱式碳酸锌,制备得到ZnO包覆TiO2微粒。采用了SEM、TEM、EDS以及XRD等方法对所制备的粉体进行了表征。通过实验选择了合适的ZnO包覆含量,并对含ZnO摩尔分数为10%的包覆体进行了高温热处理,利用XRD等手段确定了粉体颗粒中锐钛以及金红石的含量,进而进行了相转位动力学研究,得到转化反应的活化能E为99 7kJ/mol,结合热处理过程以及包覆体结构,提出了可能的相转变机制。     

ZnO-B_2O_3-SiO_2玻璃红外光谱的研究

通过红外光谱,对不同组成的ZnO-B2O3-SiO2体系玻璃的网络结构进行了研究,分析了ZnO-B2O3-SiO2玻璃体系的组成改变所引发的基团结构变化.结果发现:ZnO大于30%时,Zn进入B-O-Si网络形成Zn-O-B或Zn-O-Si键;ZnO含量大于40%时,形成[ZnO4]四面体;同时,ZnO含量的增加还会促使[BO3]向[BO4]的转变,以致形成高硼基团;SiO2/B2O3比增加同样会导致Zn-O-B或Zn-O-Si键以及[ZnO4]单元的数量增加,同时也会使得[BO3]向[BO4]的转变,并趋于形成高硼基团.     

TiO2、ZnO和TiO2/ZnO三种氧化物粉体材料的抗菌性能对比

氧化物具有化学性质稳定、原材料丰富易得的优点,其作为抗菌材料日益受到关注。对氧化物的抗菌性能及影响因素开展深入研究,能够为新型抗菌材料的开发提供科学依据。通过溶胶-凝胶法制备出了TiO₂/ZnO复合粉体,并将其与TiO₂、ZnO进行对比,分别对它们的晶相结构、微观形貌和粒径进行了表征。利用大肠杆菌ATCC25922作为受试菌株,通过抑菌环试验和菌液接触试验对3种氧化物粉体材料的抗菌性能进行测试。考察了钛锌比、光照等条件对抗菌效果的影响。结果表明,所使用的TiO₂主要由锐钛矿相和金红石相组成,ZnO主要为六方纤锌矿相,制备出的TiO₂/ZnO则主要是锐钛矿型TiO₂在六方纤锌矿型ZnO的孔隙间沉积而成,这3种粉体材料的粒径由大到小分别为TiO₂/ZnO、TiO₂和ZnO。从抑菌环和菌液接触试验的结果可以看出,ZnO粉体材料的抗菌效果明显优于TiO₂粉体材料,ZnO和TiO₂/ZnO在黑暗条件下仍有良好的抗菌性能,但在可见光照射条件下抗菌效果更佳。ZnO含量是TiO₂/ZnO复合材料抗菌性能的关键因素。制备TiO₂/ZnO粉体材料时的煅烧温度对其抗菌性能没有明显影响。     

ZnO/TiO_2复合膜的制备及润湿性研究

采用溶胶凝胶法制备了ZnO/TiO_2复合膜,并通过XRD和SEM进行物相和形貌表征。经表面修饰低表面能物质1H,1H,2H,2H-全氟辛基三氯硅烷后,采用接触角测试仪对ZnO/TiO_2复合膜的润湿性进行分析,并研究了紫外光照射下TiO_2含量对ZnO膜润湿性转换的影响。结果表明,经紫外光照射30 min后,ZnO/TiO_2复合膜与水的接触角均降低,呈现由疏水向亲水转变的趋势,随着TiO_2含量的增加,ZnO/TiO_2复合膜润湿性转换速度增加,当TiO_2含量为7.5%的ZnO/TiO_2复合膜的润湿性转换速率达最大,由疏水性转变为超亲水性,继续增加Ti O_2含量至10%时,ZnO/TiO_2复合膜的润湿性转换速度有所降低。     

透明氧化锌/有机硅纳米复合涂层的研制及性能

采用化学改性方法将自制的纳米ZnO颗粒接枝到含氢聚硅氧烷(PMHS)分子链上,以该接枝聚合物(ZnO–PMHS)和端乙烯基聚硅氧烷为反应物,在铂催化作用下合成了一种可用于电子封装的透明有机硅纳米ZnO复合涂层。研究了纳米ZnO含量对涂层力学性能和光学性能的影响,通过扫描电镜、傅里叶变换红外光谱和热重分析,对纳米ZnO改性前后的涂层进行了表征。研究表明,ZnO纳米颗粒通过化学接枝连接到聚合物分子链上;ZnO纳米颗粒的接枝反应改变了复合涂层的折光指数,当纳米ZnO含量为0.06%时,复合涂层在640 nm处的透光率达到80%以上,对300 nm以下的紫外光的屏蔽效率达到90%以上;与未含纳米ZnO的涂层相比,有机硅纳米ZnO复合涂层的耐紫外老化能力提高了5倍,初始热分解温度提高25%,热分解残留质量提高15%,表现出优异的耐热和耐紫外老化性能,满足电子产品的封装要求。     

ZnO/CuO/CeO2异质结的构建及其光降解性能与抗菌性能

采用溶液法将ZnO与CuO、CeO_2复合构建了一种新型Z型异质结ZnO/CuO/CeO_2,通过XRD、XPS、SEM、TEM、UV-Vis及PL等方法对其物化和光学性质进行了表征,并探讨了其降解亚甲基蓝的可能机制。结果表明,ZnO/CuO/CeO_2为分层孔状结构,具有较大的孔隙率和较多的反应位点,ZnO与CuO、CeO_2形成了Z型异质结结构,提高了ZnO/CuO/CeO_2对可见光吸收能力,并促进了光生电子-空穴的分离,从而有效增强了ZnO/CuO/CeO_2的光降解性能和抗菌性能。在可见光照射下,ZnO/CuO/CeO_2异质结对亚甲基蓝的降解行为遵循一级反应动力学,其反应速率常数分别是ZnO和ZnO/CuO的2.03倍和1.26倍,其灭菌率分别是ZnO和ZnO/CuO的1.57倍和1.10倍。     

CaF_2/ZnO的制备及光催化性能研究

ZnO因其费用低、活性高、无毒等特点,在光催化领域有着广泛的应用前景。通过向ZnO中掺入其它物质制备复合材料,可以达到调控ZnO的光催化性能的目的,扩大ZnO的具体应用范畴。以ZnO为主体研究材料,向ZnO中加入不同质量比的CaF_2,通过沉淀法制备CaF_2/ZnO复合材料。利用x-射线衍射分析(XRD)、扫描电镜(SEM)等手段对此复合材料的晶相、组份及微观结构进行表征。通过紫外-可见吸收光谱研究该复合材料在可见光、紫外光下降解亚甲基蓝的效率,发现与纯ZnO相比,可见光下CaF_2/ZnO复合材料对亚甲基蓝的降解效率随着掺入CaF_2的质量比的提高,呈现先下降后升高的趋势;而紫外光下CaF_2/ZnO复合材料对亚甲基蓝的降解效率都要比纯ZnO要高。     

纳米氧化锌包覆SiO2和SiO2/Al2O3改性粉制备及表征

采用液相沉积法对纳米氧化锌进行表面包覆SiO2和SiO2/Al2O3改性,并用IR、XRD、TG-DSC对其表面结构进行了表征,用紫外-可见分光光度计对其紫外屏蔽性能进行了检测,采用Zeta电位测定仪、静态沉降实验等分析手段考察了改性前后纳米氧化锌在水体系中的分散稳定性。结果表明,在ZnO表面形成的包覆物是以非晶态形式存在的,通过表面包覆SiO2和SiO2/Al2O3改性后纳米氧化锌对紫外光的屏蔽性能有所下降,明显提高了氧化锌的表面羟基含量,有效改变了氧化锌的等电点,显著提高了纳米氧化锌在水中的分散稳定性。     

MoS2/ZnO纳米复合材料的光学和光催化性能

在溶剂热法制备ZnO纳米粒子的基础上,利用物理剥离和纳米粒子互剪切作用成功制备了MoS₂/ZnO异质结构纳米复合物。以扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线能量色散光谱、粉末X射线衍射、拉曼光谱仪、紫外-可见漫反射光谱、光致发光谱等对样品进行了结构形貌和性能表征。结果表明,利用物理剥离和互剪切作用能有效地获得MoS₂/ZnO复合物,复合作用使得MoS₂位于378cm^-1(E¹_2g)和400cm^-1(A_1g)处的两个特征拉曼峰显著增强。复合物中MoS₂含量越少,两个特征拉曼峰强度反而越高,且两峰波数间隔相应减小。可归因于MoS₂含量较低时,ZnO纳米粒子对MoS₂的物理剥离效果越显著,同时,MoS₂体现出良好的分散性和较小的厚度。MoS₂含量对MoS₂/ZnO的发光具有明显的调制作用,显著增强了复合物在可见光区域的吸收。随着MoS₂含量增加,其可见光发光强度迅速减小,紫外峰出现明显的蓝移。纯ZnO对苯酚的降解率最高达90%,而MoS₂/ZnO复合物对苯酚的降解率达100%,复合物对苯酚的最终降解率明显高于纯氧化锌。     

含ZnO/SnO_2的SiO_2-B_2O_3-Bi_3O_2封接玻璃性能的研究

用传统熔融冷却法制得SiO_2-B2O3-Bi3O_2系统玻璃,采用差热分析法研究了玻璃的结构和玻璃的特征温度Tg和Tf,测试了玻璃的密度、热膨胀系数、介电常数等性能。结果表明,在SiO_2-B_2O_3-Bi_3O_2系统玻璃中,当ZnO含量增加,ZnO/SnO_2质量比上升时,玻璃的热膨胀系数、密度和摩尔体积均呈下降趋势,玻璃的转化温度Tg和软化温度Tf变化不大,析晶温度Ts则有明显的上升。     

ZnO对烧结法微晶玻璃装饰板材烧结、析晶性能的影响研究

研究了ZnO含量对微晶玻璃烧结，析晶性能的影响。讨论了ZnO含量变化和抗折强度的关系，提出了较佳的ZnO含量范围。     

超滤膜法CuO-ZnO复合催化剂的制备及催化性能

采用中空纤维超滤（UF）膜反应器制备了CuO-ZnO复合催化剂,考察了复合方式、ZnO含量及催化反应条件等因素对催化剂性能的影响。结果表明：共沉淀法制备的CuO-ZnO催化剂由于形成的铜锌固溶体具有协同催化效应,其性能优于复配法制备的CuO/ZnO催化剂;当ZnO质量分数为25%时,CuO-ZnO催化剂的比表面积达40.47 m2/g,颗粒粒径为19 nm;该催化剂在反应温度为90 ℃、用量为9 g/L条件下催化异丙苯氧化反应时,过氧化氢异丙苯产率可达38.74%,反应选择性达到84.62%,表现出最佳催化效果。     

ZnO对M9O-Al2O3-SiO2微晶玻璃结构与透光性能的影响

研究了MgO-Al2O3-SiO2系统微晶玻璃中ZnO含量对微晶玻璃结构及透光性能的影响.采用差热分析、X射线衍射、场发射扫描电镜、紫外-可见-近红外分光光度计对材料进行测试.结果表明:透明微晶玻璃主晶相为尖晶石晶体:ZnO含量的增加使玻璃析晶程度提高,析出晶体尺寸变小且分布更加均匀;添加2%(质量分数,下同)的ZnO可使晶粒尺寸显著减小,得到透明微晶玻璃样品平均晶粒尺寸为27nm,在可见光区透过率大于85%:当ZnO含量从0%增加到4%时,透明微晶玻璃的紫外吸收极限逐渐向短波方向移动.

Abstract：

The influence of zinc oxide (ZnO) addition on the microstructure and transparent property of MgO-Al2O3-SiO2 glassceramics was investigated by using differential thermal analysis, X-ray diffraction, field emissionenvironment scanning electron microscope and ultraviolet-visible-near infrared scanning spectrophotometer. The results show that cubic spinel is the main crystalline phase in the transparent glass-ceramics.The crystallinity increased, the crystalline grain size decreased and became more uniform with increasing ZnO content. The average grain size was 27 mn, and the transmittance of the glass-ceramic was more than 85% in visible spectra region at ZnO content of 2% (in mass, the same as below). The ultraviolet cut-off wavelength moved to the shorter wave when ZnO content increased from 0% to 4%.     

纳米级高反应界面活性氧化锌替代间接法氧化锌应用于橡胶制品的可行性分析

对纳米级高反应界面活性氧化锌进行了理化指标比表面积和粒径的测定，同时进行了三种氧化锌变量实验，最后得出以下四个结论：活性氧化锌具有特别低的变价金属含量，有利于它改进在胶料中的老化性能；活性氧化锌的最大特点在于它具有高的反应界面，并通过高达51m^2／g反应界面保证了它在橡胶中具有较高的硫化活化作用；活性氧化锌在胶料中具有与普通间接法氧化锌完全相同的硫化活化作用，随硫化温度升高，活性氧化锌的硫化活性甚至超过普通间接法氧化锌；从不同硫化温度的硫化物理机械性能对比证实，纳米级高反应界面活性氧化锌与司接法氧化锌具有完全相同的物理机械性能；因此，纳米级高反应界面活性氧化锌可以完全等量取代间接法氧化锌，而对胶料性能没有影响。     

The O2-dependent growth of ZnO nanowires and their photoluminescence properties

ZnO nanowires were massively synthesized on a Ni(NO₃)₂-coated silicon substrate under oxygen-containing argon atmosphere by a simple chemical vapor deposition method. The average diameter of the ZnO nanowires was about 50 nm and the average length was about 20 μm. The morphologies of the ZnO nanowires strongly depended on oxygen content in the growth atmosphere. At low oxygen concentration (about 5–10 ppm), ZnO nanocones and nanoneedles were obtained, while at high oxygen concentration (about ∼250 ppm), ZnO nanoparticles deposited on the substrate. The room temperature photoluminescence (PL) spectrum of the ZnO nanowires revealed that a strong UV band at 384 nm dominated the whole spectrum. These results indicate that the ZnO nanowires grown under oxygen-containing atmosphere possess better crystalline quality and UV luminescence properties than those grown in reducing hydrogen atmosphere. Based on the analysis of oxygen effect on the ZnO nanostructures, a vapor–liquid–solid mechanism assisted by the redox growth mode was proposed to understand the growth of the ZnO nanowires.