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《中南林业科技大学》 2009年
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纳米ZnO、TiO_2改性竹材的防护性能研究

宋烨  
【摘要】:我国竹资源丰富,竹制品应用领域日益广泛。竹材重要组分木质素容易吸收紫外线照射产生发色基团影响竹材颜色稳定性,同时竹材含有丰富的淀粉、蛋白质、脂肪等营养物质,极易受细菌霉菌侵蚀,因此竹材的防护成为研究的热点和难点。本文以我国重要经济竹种毛竹(Phyllostachys pubescens Mazel ex H.de Lebaie)为试验材料,分别采用低温水溶液法、溶胶-凝胶法在竹材表面原位生成ZnO纳米薄膜、Ti02纳米薄膜。系统讨论了种子液浸渍时间、生长液浓度、生长时间和种子液pH值的变化对ZnO薄膜形态的影响,及不同的薄膜形态对竹材防护性能的差异。同时初步探讨了TiO2纳米薄膜用于竹材防护的可行性。研究结论如下: 1.在低温水溶液体系中,采用晶种形成和晶体生长两步法在竹材表面可以生长出颗粒状、网状、网球状、线状、哑铃棒状、圆柱体状和六面体状共七种形态的ZnO纳米薄膜。其ZnO晶体的完善程度由高至低排列为:六面体、圆柱体、哑铃棒状、网状、线状、网球状和颗粒状 2.在其它条件一致的前提下,随着种子液浸渍时间的增长,ZnO薄膜整体由晶体完善程度较差的形态向晶体完善程度好的形态转变;随着生长液浓度的提高,薄膜形态中存在的线状物、圆柱体、六面体的直径和网状结构的密度都有增大趋势;生长时间的延长会促进薄膜厚度、网状结构密度和纳米线状物数量、长度、直径的增加;随着种子液pH值的增大,薄膜向着利于形成网状结构、生长出纳米线和微米尺寸六面体结构的方向发展。 3.纳米ZnO改性处理竹材的抗光变色、防霉和抗菌性能的改善程度与薄膜形态密切相关。表面薄膜以纳米线状、网状、哑铃棒状、圆柱体、六面体结构ZnO为主的竹材抗光变色性能显著增强;以纳米颗粒、网球状结构为主的增强效果不明显。 表面薄膜以纳米线状、网状ZnO为主的竹材防霉性能显著增强;以哑铃棒状、圆柱体和六面体结构为主的防霉效果较差;以网球状结构为主的短期防霉效果非常好;颗粒状的几乎没有防霉功效。 表面形成网状、网球结构ZnO薄膜的竹材抗菌性能显著增强,它们对大肠杆菌的抗菌率都大于99%,两者相比,网状结构的抗菌活性值更高,抗菌性能更好 4.低温条件下,采用溶胶-凝胶法可以在竹材表面形成均匀连续的无定形态Ti02颗粒薄膜,粒径200-300nm,分布性良好。人工加速老化120h后,Ti02改性试样表观总色差仅为空白竹材的1/16,其抗光变色性能显著增强,同时防霉性能也有小幅度提高。
【学位授予单位】:中南林业科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TS652

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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