论文部分内容阅读
纳米氧化锌因其无毒、吸收紫外光线、杀菌、驱除异味及降解有机物等,不但可以处理废水中有机污染物、保护环境,作为抗菌剂添加到其他物质中,而且随着纳米氧化锌应用范围的不断开拓,其必定会给人们的生活带来众多好处。论文采用液相沉淀法,将硫酸锌作为锌源,通过单因素和正交实验选出纳米氧化锌制备的工艺条件;探讨前驱体Zn5(CO3)2(OH)6的热分解过程;研究纳米氧化锌对甲基橙、酸性品红的光降解率;最后,针对枯草杆菌、金黄色葡萄球菌研究纳米氧化锌的抗菌性能。主要研究结果如下:
(1)纳米氧化锌最佳制备工艺是:Na2CO3浓度为1.5mol/L,分散剂选择十二烷基苯磺酸钠(LAS),反应温度是30℃,反应时间为30min,干燥温度是110℃,干燥时间是2h,前驱体煅烧温度为400℃,煅烧时间为1h,LAS用量0.8wt%。
(2)对纳米氧化锌进行X射线衍射、扫描显微镜、激光粒度及差热-热重分析,结果表明:产品结晶性良好,晶形完整,颗粒大小均匀,分散性较好,平均粒径为60nm,形貌是球形或类似球形,前驱体的煅烧温度为400℃,并对前驱体Zn5(CO3)2(OH)6的热分解过程进行研究,采用Kissinger法求出其活化能E为177.288KJ/mol,指前因子(1)nA为1.009×1025,并得到Zn5(CO3)2(OH)6的热分解机理函数,其符合20号Avrami-Erofeev方程,机理是随机成核及随后生长,分解动力学方程:dα/dt=1/β(1/4)×(1-α)×[-(l)n(1-α)]-3×Exp(1.009×1025-177.288/8.314T)
(3)论文研究纳米氧化锌粉体的分散稳定性,其结果是:将KH550改性的纳米氧化锌的改性效果与LAS、PEG-2000改性的纳米氧化锌相比,其纳米氧化锌悬浮液的分散稳定性比较好,沉降速度最慢,改性效果比较好;并对纳米氧化锌的制备进行可变成本核算:自制的纳米氧化锌平均粒径60nm,制备过程中可变资本是53.4元/Kg,成本相对比较低,在市场上具有一定的竞争力。
(4)纳米氧化锌对酸性品红和甲基橙的光降解结果是:纳米ZnO在紫外光下的光催化能力比在太阳光下的强,其对甲基橙和酸性品红的降解率分别为94.3%和98.8%;在紫外光下,纳米氧化锌对甲基橙和酸性品红的降解率高于普通氧化锌的。
(5)论文对普通氧化锌与纳米氧化锌的抗菌性能对比得到:普通氧化锌对枯草杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌率分别为79.9%和80.9%,纳米氧化锌的抗菌率明显高于普通氧化锌,抗菌率分别达到99.8%及99.9%。