随着中国经济的高速发展,果蔬保鲜等农业课题无疑是支撑经济发展的重要支柱产业。在中国,每年因保存技术不当造成的水果蔬菜腐烂不计其数,经济损失达亿计。研究表明,作为植物催熟激素的乙烯是果蔬腐烂变劣的主要诱因之一,因此清除贮藏环境中的乙烯对果蔬保鲜意义重大。而传统保鲜技术大都存在一些技术缺陷,已不能完全满足经济发展的需求。寻求更加高效、环保和节能的可持续发展的果蔬保鲜技术显得势在必行。20世纪以来,以二氧化钛光催化材料为代表的光催化技术得到迅猛发展,这为清除果蔬贮藏运输过程中的乙烯提供可能性。然而,TiO：只有在紫外光照射下才具有光催化能力,使其在可见光下的应用受到限制。另外,由于纳米材料体积较小,在实际应用中难以回收再利用,往往造成资源浪费。因此,通过改性掺杂获得具有可见光响应的复合纳米光催化材料是解决TiO：响应波长较短的可能途径。除此之外,负载基体也成为纳米光催化材料发展的技术瓶颈,寻找有效的负载基体刻不容缓。本研究将淀粉高分子材料与纳米光催化技术结合起来制备出一种能在可见光下自动清除果蔬贮藏运输过程中乙烯的功能复合薄膜材料,并使薄膜具有果蔬保鲜和果蔬包装的双重作用。论文利用流延法制备淀粉薄膜基体,采用乙二醇热溶剂法获得具有异质结构的纳米Bi2WO6-TiO2复合光催化材料,通过超声波作用和分散剂修饰改善纳米Bi2WO6-TiO2在水相中的分散稳定性,详细探讨纳米光催化材料的不同负载方法和负载量对纳米Bi2WO6-TiO2/淀粉功能复合薄膜的透光性能、力学性能及在可见光下对气相中乙烯的光催化降解效果的影响规律。采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)、X-寸线衍射(XRD)、差示扫描量热(DSC)和热重分析(TG)表征纳米Bi2WO6-TiO2复合光催化材料和纳米Bi2WO6-TiO2/淀粉复合薄膜材料的微观结构和热学性能。主要研究内容及结论如下：(1)采用流延法制备淀粉薄膜,最佳成膜工艺为淀粉浓度5%、增塑剂甘油添加量50%和成膜温度55℃。此条件下,制备出一种厚度282μm、透明度1.65μm-1、抗拉强度1.32MPa和断裂伸长率21.51%的柔软致密薄膜材料。SEM观察到淀粉薄膜表面相对平整、光滑和致密,断面结构整体性良好。XRD表明淀粉薄膜具有较强的B型结晶类型,而FTIR则具有淀粉和甘油两者的特征吸收峰。(2)通过乙二醇热溶剂法制备纳米Bi2WO6/TiO2复合光催化材料。对复合材料的一系列表征证明纳米Bi2WO6/TiO2具有独特的异质结构,可有效抑制光生电子和空穴对的结合,提高可见光光催化能力。XRD表明产物结晶度较高,FT-IR则结合纳米Bi2WO6和纳米TiO2的特征吸收峰,在峰位和峰强上有所移动和降低。(3)在PVP做分散剂、pH7.0、分散剂添加比20%、超声温度40℃、超声功率400 W和超声时间25 min的条件下纳米Bi2WO6/TiO2水相悬浮液的分散稳定性最高。激光散射粒度分布分析仪显示此时纳米颗粒平均粒径为110.3nmo(4)研究表明纳米Bi2WO6-TiO2/淀粉复合薄膜材料具有可见光响应值和良好的乙烯清除能力。在光催化时间7h内,不同负载方法制备所得复合薄膜的乙烯降解率为：复合法>表面涂布法>表面渗透法>内部掺杂法>浸渍提拉法。乙烯降解率与复合薄膜的结构存在密切联系。纳米Bi2WO6-TiO2在薄膜上的负载量越多、负载均匀性越好,复合薄膜的乙烯降解率越高。另外,有效的光接触面积也是影响乙烯降解率的重要因素。(5)通过表面渗透法制备的复合薄膜具有双重优势。随着纳米材料负载量的增加,复合薄膜厚度、透明度和抗拉强度不断升高,而光催化降解乙烯率则先升高后降低。当负载量是2.0%时,乙烯降解率达到最高值13.14%。复合薄膜具有良好的内部和外部结构,是复合薄膜良好光催化性能和力学性能的内因。(6)采用内部掺杂法制备的复合薄膜具有稳定性好、重复性高和光催化性能优的特点。不同纳米材料掺杂比对复合薄膜的物理、力学和光催化性能皆产生显著影响。随着掺杂比上升,复合薄膜的厚度、透光率和抗拉强度不断提高,而断裂伸长度则连续下降。纳米Bi2WO6-TiO2可显著提高淀粉薄膜的光透过率。与淀粉薄膜相比,复合薄膜透明度增幅达375%。复合薄膜厚度在200μm-340μm之间变化。当掺杂比是4%时,乙烯降解率达到最高值10.68%。(7)内部掺杂法制备的复合薄膜的断面致密平整,且无淀粉颗粒溶出,表明纳米材料可有效改善淀粉(复合)薄膜的内部结构。FT-IR表明纳米Bi2WO6/TiO2能够抑制淀粉和增塑剂甘油之间的作用,且与甘油产生相互作用。XRD结合纳米Bi2WO6/TiO2和淀粉薄膜的并集特征峰。表明复合薄膜内部结构良好。复合薄膜衍射峰的峰强度较单物质(纳米Bi2WO6/TiO2和淀粉薄膜)有所降低。运用DSC和TG对薄膜材料的热学性能进行研究分析。结果表明：纳米Bi2WO6-TiO2可降低单一淀粉薄膜的玻璃化转变温度(Tg),且不同掺杂比对复合薄膜Tg的影响程度不一。淀粉基纳米复合薄膜较淀粉薄膜热稳定性能更优,且纳米Bi2WO6-TiO2对复合薄膜的热分解行为具有良好的延缓和抑制作用。(8)探究复合法下纳米Bi2WO6-TiO2负载量对复合薄膜性能的影响。复合法结合两种负载方法的优势,对复合薄膜的光催化性能具有协同提高作用。当负载量为6.4%时,乙烯降解率达到最高值19.42%。表明此时两种负载方法的协同作用最强。分析可知,光催化活性位点的覆盖,是乙烯降解率下降的主要原因。复合薄膜的厚度在340μm以上,显著高于其他制备方法。随负载量增加,复合薄膜的厚度和抗拉强度显著提高,而透明度不断下降,断裂伸长率则变化不显著。当负载量为5.6%时,复合薄膜的抗拉强度为5.54MPao复合薄膜断面光滑、平整和一致。表明纳米颗粒在复合薄膜的内部分散性能较好并能与之形成一个结构完整的微观形貌。