纳米ag氧化石墨烯修饰tio2纳米管阵列的制备及紫外光催化降解乙烯的研究

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1、学校代码：10564学号：2013201303分类号：TS255.35密级：硕士学位论文纳米Ag/氧化石墨烯修饰TiO2纳米管阵列的制备及紫外光催化降解乙烯的研究李利钦指导教师：叶盛英教授学院名称：食品学院专业名称：农产品加工及贮藏工程答辩委员会主席：张钦发教授中国·广州2016年6月万方数据华南农业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个

2、人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华南农业大学。学校有权保存并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许学位论文被查阅（除在保密期内的保密论文外）；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。作者签名：日期：导师签名：日期：学位论文提

3、交同意书本学位论文符合国家和华南农业大学关于研究生学位论文的相关规定,达到学位授予要求,同意提交。导师签名：日期：学科带头人签名：日期：万方数据摘要我国是果蔬生产大国，由于贮运保鲜技术条件的落后，每年都有大量的果蔬产品腐烂变质，造成巨大的浪费。乙烯是采后果蔬腐败变质的重要因素之一，在密闭的保鲜环境中，乙烯能加快果蔬的呼吸强度，增强酶的代谢活性、加速细胞膜通透性和区格化损失，促进果实软化、蔬菜退绿，缩短果蔬贮藏品质和时间。传统的脱除乙烯的方法（如物理吸附法、高锰酸钾氧化法、减压脱除法等）在实际应用过程中都有一些缺陷，这

4、就导致我国果蔬贮藏保鲜技术发展缓慢。二氧化钛纳米管阵列（TitaniaNanotubeArrays,TNAs）具有比表面积大，与钛基片层结合牢固、物化性能稳定、廉价、并具有优秀的电荷传输特性和载流子寿命等特性，广泛应用于降解有机污染物等领域。但是由于光生电子-空穴对的复合速度快，价电子只能被紫外光激发等问题的存在，使其应用受到了一定的限制。通过添加外源改性修饰，减小电子-空穴复合几率，可有效提升其光催化降解的性能，在农产品贮藏、环保等领域具有很大的研究价值。60本研究以脱除保鲜冷库中乙烯气体为目的，通过Co-γ射线辐

5、照改性阳极氧化法制备出的*TNAs，以氧化石墨（GraphiteOxide,GO）、硝酸银（AgNO3）为原料，采用超声剥离、辐照还原等技术制备纳米银（Agnanoparticles，AgNP）-还原氧化石墨烯（reducedGrapheneOxided,rGO）复合材料AgNP/rGO，然后掺杂修饰*TNAs制备半导体光催化复合材料AgNP/rGO-*TNAs，并在保鲜冷库环境中紫外光催化降解乙烯，通过原子力显微镜（AFM）、场发射扫描电镜（FSEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、拉曼光谱（Raman）、X射线

6、衍射（XRD）、X射线光电子谱（XPS）等手段表征所制备光催化材料微观结构，结合不同掺杂物所制备的*TNAs光催化降解乙烯速率，研究其光催化降解乙烯的构效关系与反应机理，为果蔬贮藏提供一个能修复贮运环境的技术方法。研究结果如下：（1）采用超声剥离氧化石墨，γ射线辐照制备rGO-*TNAs光催化降解乙烯，以Langmuir-Hinshelwood模型对乙烯浓度进行线性拟合，以降解速率常数K'表示rGO-*TNAs对乙烯的降解能力。单因素实验结果表明，随着自变量的增加，K'值先增加后减小，当超声功率、时间、辐照剂量、rG

7、O量分别为570W、150min、30KGy、23.828mg/m（即每平方米*TNAs含rGO3.828mg）时催化降解乙烯有较好的效果。I万方数据（2）固定20KGy辐照改性后的*TNAs为前提，通过响应面设计建立了rGO-*TNAs乙烯降解反应常数对掺rGO量、超声功率、超声时间、辐照剂量4个自变量因素的二次多项数学模型，模型方程拟合程度好。并优化出降解乙烯最佳的制备条件：2掺rGO量3.60mg/m，超声功率657.62W，超声时间179.25min，辐照剂量39.57KGy。（3）以上述最优解条件下，AgN

8、P/rGO-*TNAs复合材料在掺Ag量、辐照剂量分2别为0.00140mol/m（即每平方米*TNAs含银0.00140mol）、20KGy时有较好的降解乙烯效果。（4）建立了AgNP/rGO-*TNAs乙烯降解常数对掺rGO量、掺Ag量、辐照剂量3个自变量因素的二次多项数学模型，模型方程拟合程度好。优化出降解乙烯最佳的22制备条件：掺rGO