羥基錫酸鋅及其復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、羥基錫酸鋅(ZnSn(OH)6)是典型的鈣鈦礦結(jié)構(gòu)羥基化合物,具有優(yōu)異的光催化、阻燃和抑煙等性能,是解決能源和環(huán)境問題的關(guān)鍵功能材料之一。本文分別采用水熱體系和低溫溶液體系制備了羥基錫酸鋅及羥基錫酸鋅/氧化鋅微納米多級(jí)復(fù)合結(jié)構(gòu),研究了工藝參數(shù)對(duì)羥基錫酸鋅及其復(fù)合材料的影響,探討了羥基錫酸鋅及其復(fù)合材料的生長(zhǎng)機(jī)理,實(shí)現(xiàn)了羥基錫酸鋅及其復(fù)合材料的可控制備。主要結(jié)論如下:
　　 首先,以四氯化錫、氧化鋅花狀結(jié)構(gòu)和氫氧化鈉等為原料,在水

2、熱溶液體系中研究了工藝參數(shù)對(duì)羥基錫酸鋅正八面體的影響,并探討了其生長(zhǎng)機(jī)理。1)研究發(fā)現(xiàn)Sn4+/OH-值、鋅錫摩爾比和反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物的形貌影響顯著。當(dāng)氫氧根濃度增加和鋅錫摩爾比變化時(shí),羥基錫酸鋅刺狀結(jié)構(gòu)消失；反應(yīng)時(shí)間決定羥基錫酸鋅刺狀結(jié)構(gòu)的尺寸和分布范圍。2)羥基錫酸鋅正八面體的生長(zhǎng)符合“溶解-重結(jié)晶”機(jī)理,氧化鋅花狀結(jié)構(gòu)的溶解-重結(jié)晶過程決定產(chǎn)物的形貌。3)羥基錫酸鋅正八面體對(duì)羅丹明B染料具有較好的光催化活性,100min內(nèi)的降解率為

3、86％。
　　 其次,以氯化亞錫、醋酸鋅和氫氧化鈉等為原料,在低溫溶液體系中研究了工藝參數(shù)對(duì)羥基錫酸鋅立方體的影響,并表征了其光催化性能。1)研究發(fā)現(xiàn)氫氧根濃度和反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)物形貌有重要影響。隨著氫氧根濃度的增加,羥基錫酸鋅立方體的邊緣和棱角變得比較粗糙；當(dāng)溫度超過60℃這一臨界值時(shí),羥基錫酸鋅立方體發(fā)生部分溶解,且有大量次生羥基錫酸鋅立方體出現(xiàn)。2)羥基錫酸鋅立方體對(duì)羅丹明B染料具有較高的光催化活性,100min內(nèi)的降解率為8

4、5.3%。
　　 第三,以四氯化錫、醋酸鋅和氫氧化鈉等為原料,在水熱溶液體系中研究了工藝參數(shù)對(duì)羥基錫酸鋅/氧化鋅微納米多級(jí)復(fù)合結(jié)構(gòu)的影響,并探討了其生長(zhǎng)機(jī)理。1)該復(fù)合結(jié)構(gòu)由羥基錫酸鋅微立方體和氧化鋅納米棒組成,反應(yīng)物濃度對(duì)產(chǎn)物的形貌影響顯著。2)研究發(fā)現(xiàn)羥基錫酸鋅和氧化鋅的共形核過程能否順利進(jìn)行決定著產(chǎn)物的生長(zhǎng)過程和最終形貌,且該復(fù)合結(jié)構(gòu)在200℃以下具有很好的熱穩(wěn)定性。3)該復(fù)合結(jié)構(gòu)對(duì)羅丹明B染料有很好的光催化活性,80mi