纳米ZnO材料的制备及其自洁功能分析(2)

　　2. 3 自洁性能

　　称取 1 g 咖啡粉末于 50 mL 的热水中搅拌均匀后，冷却至室温，再用注射器抽取 0. 1 mL 的咖啡液滴于上述 0 ~9#织物样品上，然后置于日光灯下（ 温度 25 ℃） 照射 12 h,期间定时拍照并观察咖啡污渍的变化情况，如图 4 所示。

　　当太阳光照射经纳米 ZnO 处理后的样本，受到能量较高的紫外光波辐射，处于价带上的电子被激发至导带上，同时在电场作用下迁移到粒子表面，此时价带上形成了空穴，最终产生了具有高活性的空穴 - 电子对。这些空穴 - 电子对无选择性的或者间接性的氧化有机污染物，形成 CO2、H2O 等物质，达到去污自洁的效果。从对比样本（ 0#） 可以看出，随着光照时间的推移，咖啡污渍并没有得到时效性的去除。其他样本（ 1# ~ 9#） 出现明显的自洁效果。对比样本 1#、4#、7#,当纳米ZnO 的浓度增加时，自洁性能增强，这是由于纳米浓度增大时空穴 - 电子对的数量增加，单位面积和时间内氧化污渍的能力得到提升。对比样本还发现当纳米 ZnO 的浓度不变，增加 APG 浓度时，光催化效果同样得到加强，由于当 APG 浓度增加时，花瓣式纳米 ZnO 吸收紫外光的能力增强（ 由分光光度曲线可以看出） ,最大化的响应光波波长范围增大，太阳能利用率增加，光催化能力增强，导致高活性自由基的数量增加，参与氧化有机化合物的效果增强。

　　2. 4 白度测试

　　采用 WSD-3U 型 荧 光 白 度 仪，参 考 GSBA67002-1986《陶瓷标准白板》。每块样品 （ 0 # ~9#） 取 6 个不同的位置测试得到平均亨特白度，如表 2 所示。由表 2 可以看出，与原样本对比，经过处理后的样本白度均有所增加。随着纳米 ZnO 浓度的增加（ 如1#、4#、7#; 2#、5#、8#或3#、6#、9#） 白度也递增。随着 APG 浓度的增加（ 如 1#、2#、3#; 4#、5#、6#或 7#、8#、9 #） ,APG 浓度超过临界胶束浓度后会有微量胶团聚集存在，这也导致亨特白度值先增加后降低的原因，但所处理的样本白度均高于原样本白度。

　　3 结 论

　　以表面活性剂作为结构诱导剂，合成了花瓣式纳米 ZnO,纳米 ZnO 呈不规则排列。紫外分光光度计分析结果表明，比较未添加 APG 的纳米 ZnO,本文实验得到的纳米 ZnO 的紫外吸收强度有明显增强； 随着 APG 浓度的增加纳米 ZnO 的光催化能力在APG 的临界胶束浓度处略有下降，但随后明显增加。经过对样本处理后的兔毛织物的自洁性能的研究，表明添加诱导剂 APG 形成的纳米 ZnO 能够捕获更多光子能量参与氧化有机物达到去污效果。在白度测试中，纳米 ZnO 对织物的白度不仅没有影响反而有略微提升。

　　参考文献：

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　　[2] Chen J,Zhu G,Yang W Q,et al. Harmonic-resonator-basedtriboelectric nanogenerator as a sustainable power source and aself-powered active vibration sensor[J]. Advanced Materials,2013,25（ 42） : 6094 - 6099.

　　[3] Hou X M,Zhou F,Yu B,et al. PEG-mediated synthesis of ZnOnanostructures at room temperature[J]. Materials Letters,2007.61（ 11 - 12） : 2551 - 2555.