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《哈尔滨工业大学》 2006年
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锌镱共掺杂TiO_2纳米复合涂料的制备及性能研究

郭小龙  
【摘要】: 本文以提高纳米粉体在水性涂料中的分散性,增强纳米涂料的杀菌性及光催化氧化气相中甲醛效能为目的,开发安全、高效、经济、绿色的新型环境功能涂料,为实现环境功能涂料的进一步产业化提供必要的实验技术支持。 针对环境功能涂料制备过程中TiO_2纳米颗粒在水性涂料中极易团聚,分散性差等问题,采取两段式制备工艺将锌镱共掺杂TiO_2纳米粉体,将其应用于苯丙乳液中制备出新型环境净化功能纳米复合涂料。通过实验确定了最佳的制备工艺条件:研磨分散1.0h;分散液pH值为8.0左右;分散剂选用3275,用量为1%;纳米粉体的添加量可以根据对涂料耐候性的具体要求确定为1%或2%。TEM分析表明:粉体在涂层中的平均粒径30nm,分散性较好。纳米复合涂料的耐水性、耐碱性和耐洗刷性均达到国家一等品指标。突出净化环境功能、抗老化性要求较低的涂料应选择纳米粉体添加量在1~2%。 纳米复合涂料降解甲醛的效能实验结果表明:锌镱共掺杂TiO_2纳米复合涂料能够有效去除空气中的甲醛。不同波长(254nm,365nm)紫外光对甲醛去除率没有明显影响,当甲醛初始浓度为178mg/m~3时,反应156h后,涂料对甲醛的光催化降解率高达到94%,相对湿度为64%时,甲醛的降解速率较快。其光催化反应符合一级反应动力学规律。 纳米复合涂料对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、绿脓杆菌的杀菌性实验结果表明:在自然落菌实验中,光照射24h后其杀菌率达到91.2%;在人为接菌实验中,20℃自然光照条件下,该涂料对低浓度的四种菌的杀菌率在6h内即达到97%以上,对高浓度四种菌的杀菌率在24h时均达到95%以上;在无光照、20℃条件下,该涂料对四种低浓度菌杀菌率仍能达到60%以上;涂料中纳米粉体含量在1.0%~2.0%范围内时,对四种菌的杀菌率维持在97%以上。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TQ630

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