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木材改性研究领域,利用WO3等光敏材料在木材表面进行微纳米结构的改性修饰,不但使木材在疏水性能、抗紫外光老化性能方面有明显的提升,也可以植入光敏材料的光致变色、光催化等特有的功能品质,从而改善木材的功能属性,提升木材的实用价值。本文从木材表面修饰的角度出发,利用溶剂热的合成方法,在低能态制备条件下对木材表面进行WO3、WO3/TiO2以及WO3/SiO2无机纳米材料功能修饰,通过微观形貌、物相结构、化学组成等表征方法,对样品修饰层的性质特点进行深入分析,并结合热稳定性,木材染色特点,光致变色特征,系统的研究木材表面单项或者复合修饰的改性效果与修饰机理。依据木材表面改性在实际生产生活中的功能需求为基础,系统的检测和分析木材修饰后的疏水性能,抗紫外光老化性能和光催化去除甲醛等性能,验证木材表面修饰一剂多效的目标和价值。针对以上的问题具体的研究过程如下:木材表面WO3纳米修饰性能研究方面,以WCl6乙醇溶液为前躯体溶液,采用两步加热制备WO3改性修饰的木材,获得木材表结晶生长六方相的晶型的WO3晶体修饰层;不同制备条件和活性剂添加呈现多种形貌特点,棒状晶粒直径120nm,长度750nm左右、以及片状晶粒厚度20nm到长度达到350nm左右,以及鳞状和不规则颗粒等特征;通过对制备温度、表面活性剂等因素的调节,结合修饰层木材颜色的特点,光致变色等性能的对比分析,得出低能态110℃两步法溶剂热制备的优化工艺;结合以上分析,通过调整实现工艺控制修饰层晶体生长的特征,进而形成不同的微纳米结构特点,对修饰功能效果产生调控机制;借鉴晶体生长理论中的界面分析原理,以及木材表面WO3修饰的实验原理,分析在木材基质上WO3水热结晶过程,得出木材表面WO3结晶生长的机理;分析修饰木材的染色的成因,结合木材基质的特点,借鉴WO3离子和电子的双重注入与抽取的光致变色的原理,得出木材WO3修饰层的光致变色机理。针对功能复合修饰的需求,WO3修饰木材通过低表面能处理,获得较好的超疏水效果,110℃合成条件的样品静态接触角为153.7°,体现了超疏水自清洁的功能;在紫外光加速老化和紫外光照射去除气体中甲醛实验中,也体现了优良的性能。TiO2掺杂对木材表面WO3修饰性能促进性研究方面,以TBOT和WC16乙醇溶液两种前驱体溶液共混的方法,通过溶液配比含量和合成温度等条件的调节,获得WO3/TiO2溶剂热复合修饰木材;通过对样品修饰的颜色特征的分析,结合光致变色性能、光催化性能和抗紫外光老化等性能的测定与研究,明确WO3/TiO2复合修饰木材的优化的制备工艺;通过形貌分析、物相结构分析和化学成分分析等表征手段,分析木材修饰层中WO3和TiO2复合制备的生长特点,结合本实验木材基质固相生长的特殊环境,得出WO3/TiO2复合改性的修饰层的生长机制;结合TiO2掺杂对WO3的光敏性的促进效果等分析,得出WO3在TiO2掺杂状态下的木材样品紫外光照射中去除甲醛性能的光催化机理。在功能性促进方面,TiO2的掺杂对疏水性的并不起到改善作用,而通过样品木材颜色特点和光致变色性能比较分析,WO3/TiO2复合修饰明显提升了光致变色的效能,样品T-2光致变色的色差值△E*达到26.2。SiO2掺杂对木材WO3修饰的颜色调节与性能影响方面的研究,利用TEOS与WC16乙醇溶液为前驱体溶液,使用等比共混的制备的方法,调节制备温度,溶剂热制备WO3/SiO2复合修饰木材。通过微观形貌SEM分析、能谱EDS分析、晶相结构XRD分析和红外波谱FTIR分析等表征手段,对WO3/SiO2样品修饰层的构成特点和化学成分进行分析,获得WO3/SiO2木材表面无定型的复合修饰层组成;通过对木材SiO2修饰以及木材WO3/SiO2修饰样品的颜色特征和光致变色性能的测试分析,对比木材WO3修饰的木材颜色特征,明确SiO2的掺杂修饰起到了对单项WO3修饰木材颜色的丰富与调节了美观性的作用;通过对疏水性能的测试与分析,对比WO3、WO3/TiO2复合修饰木材的疏水性能,综合分析样品的微观形貌,得出本研究中低表面能修饰后的改性木材的疏水机制;而相对WO3单项修饰效果,对抗紫外光老化性能的影响不大,但是SiO2的参杂降低了样品光催化去除甲醛性能。通过以上研究,系统性的探索了木材表面W03纳米粒子修饰的方法、作用和原理,并在优化制备工艺和分析修饰效果的基础上,运用TiO2、SiO2掺杂修饰的理念,探索WO3/TiO2以及WO3/SiO2修饰木材性能和机制,深化和拓展了木材WO3功能修饰的方法和路径,丰富了实验效果,提升了实用价值,在总结经验、分析原理、明确机制的基础上,努力实现木材表面修饰一剂多效的改性目标,为木材改性研究领域中,运用光敏材料改良木材功能,提升木材使用价值等方面的研究工作,提供借鉴和参考。