Page 125 - 精细化工2019年第10期

第 10 期 余 爵，等: 木质素/TiO 2 复合纳米颗粒的制备及其防晒应用 ·2091·

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上粘贴面积为 12.5 cm 的 3M 医用多孔胶带，并在 呈淡黄色，且均并不沉底，表明复合颗粒在水中具
胶带上均匀涂布防晒剂样品，将样品置于黑暗处干 有良好的分散性。
燥 30 min 备测。使用紫外可见光谱仪测试样品于
290~400 nm 波段的紫外透过率，并用下述公式（1）
计算 SPF 值：
400 400
λ 
SPF= ES λ / ES T （1）
λ
λλ
290 2 90
式中：E λ 表示 CIE 红斑光谱效率指数；S λ 表示太阳
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光谱辐照度，W/m ；T λ 表示样品的透过率，%。
1.4 测试方法
1.4.1 粒径测试

采用 DLS 测试颗粒的粒径；测试前先使用
图 1 TiO 2 及木质素改性 TiO 2 的固体粉末照片（方框内
0.22 μm 的水相滤膜滤去颗粒分散液中较大的团聚体。
为 2 g/L EHL@TiO 2 水分散液）
1.4.2 形貌测试
Fig. 1 Photographs of solid particles of TiO 2 and lignin-
采用 TEM 观察颗粒的表面形貌及粒径大小；采 modified TiO 2 (2 g/L EHL@TiO 2 dispersion in box)

用 AFM 观察颗粒的表面粗糙程度，并使用硅片作为
利用 DLS 测定改性前后 TiO 2 的粒径及粒径分
基底。
布，如图 2 所示。木质素改性前，TiO 2 的平均粒径
1.4.3 热分析
为 106 nm，在经过 AL、OL 和 EHL 包覆改性后，
待测颗粒在空气氛围中以 10 ℃/min 的升温速
复合颗粒粒径明显增大，分别达到 118、116 和
度加热至 700 ℃，得到热重曲线，并根据曲线计算
114 nm。TEM 图片如图 3 所示，也证实了 TiO 2 表
颗粒中的木质素质量分数。
面木质素包覆层的存在。
1.4.4 X 射线光电子能谱

使用 XPS 表征待测固体粉末的元素组成和结构
成分，测试条件如下：激发源单色化的 Al K α 源能
量为 1486.6 eV，10 mA×15 kV；扫描模式为 CAE。
1.4.5 接触角测试
测试颗粒改性前后的水接触角以表征颗粒的亲
水程度。测试前先将 10 mg 的颗粒样品分散在 1 mL
乙醇中，取 100 μL 滴加于一片 1.5 cm ×1.5 cm 的玻
璃片上，并以 1000 r/min 的速度旋涂 60 s，重复滴
加旋涂 3 次，待玻璃片干燥后进行接触角测试。

1.4.6 核磁氢谱测试 图 2 TiO 2 及木质素改性 TiO 2 的粒径分布图
1
使用核磁氢谱（ HNMR）测试改性颗粒中是否 Fig. 2 Particle size distributions of TiO 2 and lignin-
有 THF 残留。将固体颗粒分散在氘代二甲基亚砜 modified TiO 2 samples

（DMSO-d 6 ）试剂中，配制成 2 mg/mL 的分散液，
1
超声分散均匀后滤去颗粒取清液，测试其 HNMR
谱图，以验证是否有残留的 THF。
1.4.7 紫外-可见漫反射测试
TiO 2 颗粒改性前后的紫外-可见漫反射图谱
（UV-Vis DRS）通过紫外可见光谱仪测得，测试波
段为 190~700 nm。

2 结果与讨论

2.1 木质素改性 TiO 2 纳米复合颗粒的形貌结构

纯白色 TiO 2 经过木质素表面改性颜色变深。如
a—TiO 2；b—AL@TiO 2；c—OL@TiO 2；d—EHL@TiO 2
图 1 所示， AL@TiO 2 呈棕黄色， OL@TiO 2 和
图 3 木质素改性 TiO 2 的 TEM 图片
EHL@TiO 2 呈米黄色。木质素/ TiO 2 复合颗粒在水中 Fig. 3 TEM images of TiO 2 and lignin-modified TiO 2 samples