生物质炭/ZnO复合材料的制备及其吸附-光催化性能

生物质炭/ZnO复合材料的制备及其吸附-光催化性能

论文摘要

以纳米晶纤维素(NCC)为形貌诱导模板,醋酸锌(Zn(CH3COO)2·2H2O)为Zn源,采用原位聚合法制备NCC/ZnO纳米杂化物,再经550℃高温碳化,得到生物质炭/ZnO复合材料。采用TEM、XRD、BET、UV-Vis测试研究生物质炭与ZnO固体质量比(0.03∶1、0.17∶1、0.67∶1)对生物质炭/ZnO复合材料形貌、晶体结构、孔结构及光吸收性能的影响。并进一步以亚甲基蓝(MB)为模型污染物,研究生物质炭/ZnO复合材料的吸附-光催化性能,阐明其吸附-光催化机制。结果表明,经550℃高温碳化后,NCC转化为具有石墨微晶结构的生物质炭,其骨架结构得以保留,纳米ZnO均匀负载在生物质炭表面,形成生物质炭/ZnO复合材料。与纯纳米ZnO相比,生物质炭/ZnO复合材料比表面积显著提高,具备优异的吸附性能,同时,NCC转化得到的生物质炭有效提高了ZnO的光生电子-空穴对的分离率。生物质炭/ZnO复合材料通过吸附-光催化协同效应去除水体中的MB,去除率显著增加。当生物质炭与ZnO的固体质量比为0.17∶1时,生物质炭/ZnO复合材料的平均孔径为188.99nm,比表面积为33.51m2/g,在室温条件下,避光吸附30min后,再使用500W紫外灯照射20min,即对MB降解率达到99.8%。

论文目录

  • 1 实验材料及方法
  •   1.1 原材料
  •   1.2 生物质炭/ZnO复合材料的制备
  •     1.2.1 纳米晶纤维素(NCC)胶体的制备
  •     1.2.2 生物质炭/ZnO复合材料的制备
  •   1.3 生物质炭/ZnO复合材料的性能测试
  •   1.4 生物质炭/ZnO复合材料吸附-光催化性能评价
  • 2 结果与分析
  •   2.1 生物质炭/ZnO复合材料的微观形貌
  •   2.2 生物质炭/ZnO复合材料的晶体结构
  •   2.3 生物质炭/ZnO复合材料的孔结构
  •   2.4 生物质炭/ZnO复合材料的光吸收性能
  •   2.5 生物质炭/ZnO复合材料的吸附-光催化性能
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 张隐,黄慧玲,魏留洋,甘露,潘明珠

    关键词: 纳米,纳米晶纤维素,高温碳化,吸附光催化,生物质炭

    来源: 复合材料学报 2019年09期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 化学,材料科学

    单位: 南京林业大学材料科学与工程学院

    基金: 国家自然科学基金(31670556),江苏省“青蓝工程”,南京林业大学杰出青年项目(NLJQ2015-02)

    分类号: TB332;O643.36;O647.3

    DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20190109.004

    页码: 2187-2195

    总页数: 9

    文件大小: 449K

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