Page 126 - 精细化工2019年第10期

·2092· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

如图 3 所示，TiO 2 为轮廓清晰的块状颗粒，而 532.0 eV 的峰分别对应 Ti—O—Ti 键和表面羟
AL@TiO 2 、OL@TiO 2 和 EHL@TiO 2 复合纳米颗粒 基 [24] ，而 530.2 及 533.0 eV 的峰可以归为 C—O—
表面由于修饰了木质素，均具有纳米级模糊薄层。 Ti 键及 C—O 键 [25] 。C—O—Ti 键的存在表明木质
TiO 2 及其木质素复合纳米颗粒热重曲线如图 4 素是通过化学键与 TiO 2 结合并包覆在其表面的。经
所示。 过 AL、OL 和 EHL 包覆改性的 TiO 2 复合纳米颗粒
的 O 1s 谱图中，C—O—Ti 键所对应的峰分别位于
530.2、530.1 及 530.0 eV 处。分析认为，在包覆改
性过程中，TiO 2 的表面羟基与木质素中的羧基官能
团发生了类酯化反应，形成了一个较强的酯键，使
得木质素紧密包覆在 TiO 2 表面。

图 4 TiO 2 及木质素改性 TiO 2 的 TG 图谱
Fig. 4 TG curves of TiO 2 and lignin-modified TiO 2 samples

当温度从室温升至 600 ℃，未经表面改性 TiO 2
的失重只有 2.1%；经过木质素改性包覆后，复合纳
米颗粒的质量减少率明显增加，在温度达到 600 ℃
左右时，AL@TiO 2 、OL@TiO 2 和 EHL@TiO 2 复合
纳米颗粒质率减少量分别为 10.3%、11.0%、9.5%。
利用公式 （ 2 ）计 算 AL@TiO 2 、 OL@TiO 2 和
EHL@TiO 2 复合纳米颗粒的木质素包覆量 [23] ，结果
列于表 1：
W  W 
W cont /%  loss loss  100 （2）

100 W  loss
式中，W cont 表示木质素/TiO 2 颗粒中的木质素质量分
数，%；W loss 表示木质素/TiO 2 颗粒的质量减少量，
g；W loss 表示 TiO 2 颗粒的质量减少量，g。

表 1 木质素改性 TiO 2 的木质素质量分数及包覆层厚度
Table 1 Lignin contents and coating thicknesses of lignin-
modified TiO 2 samples
样品 木质素包覆量/% 包覆层厚度/nm
TiO 2 — —
AL@TiO 2 8.4 12.7±1.5
OL@TiO 2 9.0 10.0±2.1
EHL@TiO 2 7.6 8.2±0.9

注：—表示无此项数值。 a—AL@TiO 2；b—OL@TiO 2；c—EHL@TiO 2
图 5 木质素改性 TiO 2 XPS 测试的 O 1s 谱图
由表 1 可知，3 种复合纳米颗粒中 AL、OL 和 Fig. 5 XPS O 1s spectra of lignin-modified TiO 2 samples
EHL 木质素质量分数分别为 8.4%、9.0%和 7.6%。
为探究木质素改性 TiO 2 的化学结构，实验对改 值得一提的是，在使用木质素如 AL、OL 以及
性 TiO 2 复合纳米颗粒进行 XPS 表征，其 O 1s 谱图 EHL 作为包覆剂对 TiO 2 进行改性时，使用了 THF
如图 5 所示。分峰结果表明，在木质素改性 TiO 2 复 作为溶剂，而 THF 是对人体具有低毒性的化学试
合纳米颗粒中存在着木质素与 TiO 2 的化学连接键。 剂 [26] 。改性 TiO 2 复合纳米颗粒在作为紫外防护剂用
以 AL@TiO 2 的 O 1s 分峰结果为例，529.6 和 于防晒护肤时会与人体直接接触，因此实验必须考