光-溫可控降解聚乙烯包裝膜基礎研究.pdf

1、本論文在國家核能開發(fā)專項課題（批準號：13ZG610301)、西南科技大學創(chuàng)新基金（批準號：14ycx012)和四川省“2014年科技創(chuàng)新苗子工程”（批準號：2014-17)的資助下，自制光/熱催化劑Fe-Sr2Bi2O5，以亞甲基藍為模擬降解物，首先研究了催化劑的熱及光/熱催化性質，在此基礎上，將其應用于低密度聚乙烯的降解，探討了模擬條件下的光催化降解和熱催化降解，并研究了 Fe-Sr2B i205對低密度聚乙烯降解的溫度可控性，最后

2、在自然條件下與TiO2進行降解效果對比，證明了其優(yōu)異的熱催化及光/熱催化能力。鑒于此，希望本研宄能為有機污水處理、聚乙烯薄膜的熱降解和光/熱降解提供借鑒與指導。主要結論如下：
　　(1)在750℃條件下燒結10 h得到光/熱催化劑Fe-Sr2Bi205，禁帶寬度為2.71 e V，在可見光區(qū)具有良好的光響應能力；在50° C條件下，F(xiàn)e-Sr2Bi2〇5對 M B的光/熱催化去除率達到98.8％，熱催化去除率達到92.6%;同時，

3、空穴在Fe-Sr2Bi2〇5降解M B過程中其主要作用，而非H O?和 O f。
　　(2)在25 W紫外燈照射10天后，LDPE復合膜表現(xiàn)出明顯的光催化降解效果。催化劑含量為1.00%時降解效果最佳，其斷裂伸長保留率低于5.0%,拉伸強度保留率低于40.0%，已完全脆化，喪失力學性能；同時，接觸角和分解溫度分別降低22.5°和41.3℃，LDPE復合膜中出現(xiàn)明顯的羰基等降解特征吸收峰和降解孔洞。此外，溫度越高有利于LDPE復合膜

4、光降解作用，且溫度越高，誘導期越短，因而，該復合膜的光降解具有溫度可控性。
　　(3)在55℃熱降解100天后，LDPE復合膜表現(xiàn)出明顯的熱催化降解效果。催化劑含量為1.00%時降解效果最佳，其斷裂伸長保留率為18.7%，拉伸強度保留率為53.2%，已基本喪失力學性能；接觸角降低18.0°，分解溫度降低25.1℃,表面粗糙度增加3.6 n m;同時，LDPE復合膜熱降解后出現(xiàn)明顯的羰基峰和降解孔洞。此外，熱降解溫度越高，LDPE復

5、合膜熱降解程度越大，誘導期越短，因此，該復合膜的熱降解同樣具有溫度可控性。
　　(4)在埋土和自然光條件下Fe-Sr2Bi205/LDPE復合膜均具有較強的催化降解作用；其中，埋土降解100天后，其斷裂伸長保留率和拉伸強度保留率分別為43.5%和72.6%,接觸角降低24.2°，分解溫度降低21.0℃，表面粗糙度增加12.6 n m,并出現(xiàn)明顯的羰基峰和降解坑洞；而可見光降解100天后，其斷裂伸長保留率和拉伸強度保留率分別為10.