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二氧化硅包裹銳鈦礦型二氧化鈦處理木材的老化性能研究

2025-08-03 00:00:00尤梓媛于洋賀增成肖澤芳張天鵬謝延軍邱哲
森林工程 2025年4期
關鍵詞:楊木改性劑木質素

關鍵詞:速生楊木;抗老化;二氧化鈦;表面修飾;木材改性;紫外屏蔽;光降解;自由基中圖分類號:S781.7 文獻標識碼:A DOI: 10.7525/j.issn.1006-8023.2025.04.006

Abstract:To enhance the weathering resistance of wood,anatase titanium dioxide was encapsulated with silica to form silica-coated anatase-type titanium dioxide (A-TiO 2 @Si0 2 ),which was then modified with a silane coupling agent to produce the modifier(KH560-TiO2@SiO 2 ).KH560 referred to γ -glycidoxypropyltrimethoxysilane.Fast-growing poplar wood was treated with this modifier via vacuum impregnation,and the effects of KH560-TiO 2 @SiO on the ultraviolet resistance ofpoplarwood were systematicalyevaluated.Theresults indicated thatTiandSi elements were introduced into the surface of the modified wood,with asignificant amount of particulate materbeing loaded.The treated wood exhibitedahighercontactanglecomparedtotheuntreated wood,whichhelpedtoreduce thedegradationcaused bywater in outdoor applications.Theabilityofthe modifiedwood to excitehydroxylradicals,superoxideanions,and phenoxylradicals was reduced,while its absorbance in the UV region increased.Untreated poplar wood experienced rapid lignin degradationafter UVaging,leading to photodegradationand structural deterioration.The photocatalytic propertiesof anatase titanium dioxide (A-TiO 2 )promoted the degradation of cellulose in poplar wood. However,the KH560-TiO 2 @Si0 2 modificationdelayed lignindegradation whilemaintainingthestabilityofcellose.Insummary,theencapsulation treatment reduced the photocatalytic activity of A-TiO 2 ,and the modifier acted as a UV shield while decreasing the wettability of the wood,thereby enhancing the weathering resistance ofpoplar wood.Fast-growing poplar wood treated with KH560- TiO2@Si0 2 has the potential for outdoor applications.

KeyWords:Fast-growing poplar;weathering;titanium dioxide;surface modification;wood modification;ultraviolet shielding;photodegradation; free radical

0 引言

二氧化鈦 (TiO2) 憑借其獨特的物理化學特性,在增強木材耐老化性能方面具有優異的效果,逐漸成為一種常見的木材涂料組分及木材改性劑[1-2]。然而,TiO2 并非以單一的形態存在,其具有銳鈦礦型、金紅石型等在內的多種晶型結構,不同晶型在性能上存在著顯著差異,進而會對木材產生不同的老化防護效果[3-4]。銳鈦礦型二氧化鈦 (A-Ti02 是一種優良的紫外吸收劑,能夠吸收波長較短的紫外光,特別是長波紫外線(UVA)和中波紫外線(UVB)波段的光線[5-6]。但同時,其高光催化活性可能會對木材抗老化改性造成負面影響[7-8]。在光照條件下, A-TiO2 能夠產生具有強氧化性的自由基,這些自由基反而會加速木材的降解過程[9]。因此,如何在保留 A-TiO2 抗紫外性能的同時,有效抑制其光催化性能,成為 A-TiO2 在木材抗老化改性領域應用中亟需解決的問題。

工業上廣泛采用二氧化硅( 作為 TiO2 光催化活性的抑制劑。具體而言,通過控制二氧化硅前驅體在堿性環境下的水解過程,可以在 TiO2 與二氧化硅前驅體表面之間構建出Ti一O一Si化學鍵。隨后,通過SiO2 之間的表面羥基在不斷靠近的過程中發生脫水縮合生成Si一O一Si鍵,構建出三維網絡結構,從而在TiO2 表面形成均勻致密覆蓋的 SiO2 殼層,減少 TiO2 與水和氧氣的接觸,進而抑制其光催化性能[10-11]

本研究以正硅酸乙酯(TEOS)為前驅液,在 A-TiO2 納米顆粒表面構建致密的 SiO2 殼層 (A-TiO2@SiO2 )為進一步提高改性木材的疏水性,利用 γ -縮水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷(KH560)對 A-TiO2@SiO2 進行表面處理,最后對楊木進行浸漬改性。在紫外線和水條件下,對改性材進行模擬加速老化試驗,系統評估KH560-TiO2@SiO2 處理楊木對木材老化性能的影響。

1 材料與方法

1.1材料

1.1.1 試驗材料

楊木(PopulusXeuramericana cv.‘74/76')樹齡為12a ,絕干密度為 0.340kg/m3 ,采自山東省濟南市長清區西倉村 (36°30N,116°45E)

銳鈦礦型二氧化鈦 (A-TiO2) (銳鈦型,99. 8% 金屬基, 25nm )、無水乙醇、氨水、正硅酸乙酯、冰醋酸、 γ- 縮水甘油基氧基丙基三甲氧基硅烷(KH560)、聚乙烯吡咯烷酮購自上海阿拉丁生化科技有限公司。

1. 1. 2 試驗設備

切片機( SM2010r ,上海徠卡顯微系統有限公司),數控超聲波清洗器(KQ3200DE,昆山市超聲儀器有限公司),磁力攪拌器(WH220-HT,WIGGENS公司),pH計(PHS-3C,上海儀電科學儀器股份有限公司),電熱鼓風干燥箱(DGG-9053A,上海森信實驗儀器有限公司),加速老化試驗機(QUV老化試驗機-QUV/Spray型,上海Q-Lab公司),傅里葉變換紅外光譜(NicoletiN10,美國Thermo公司),掃描電子顯微鏡(EM-30Plus,韓國COXEM公司),能量色散X射線光譜儀(EDX-HDN,美國Thermo公司),接觸角測試儀(Data-physicsInstruments,德國GmbH公司),紫外可見分光光度計(TU-1950,中國Persee公司),測色儀(TS7600,深圳 3nh 科技有限公司)

1. 2 KH560-TiO2@SiO2的制備

將0.25g的 A-TiO2 分散在 50mL 體積分數為 10% 的乙醇水溶液中,超聲分散 15min 。滴加 0.4g 的聚乙烯吡咯烷酮分散劑,磁力攪拌 20min ,用氨水調節 pH 為9左右。然后向溶液中滴加 2.5mL 的正硅酸乙酯和50mL 的無水乙醇的混合溶液, 4h 滴完。在磁力攪拌下 30°C 反應 24h ,離心水洗至 pH 為7左右。將固體放置于真空干燥箱里, 80°C 加熱 12h 至固體完全干燥,得到 SiO2 包裹的 A-Ti02 ,簡稱為 A-TiO2@SiO2[1 2-13]在去離子水中滴加乙酸調節至 pH 為4,加入KH560至KH560的質量分數為 10% ,在 60°C 下攪拌 3h 。加人A-TiO2@SiO2 (確保 A-TiO2 的質量分數為 0.3% ),超聲分散 30min ,在 下攪拌 24h ,得到KH560處理A-TiO2@SiO2 的改性液,簡稱為 KH560-TiO2@SiO2 。

1. 3 改性劑浸漬木材

將楊木塊放人去離子水中,并放入真空干燥箱中常溫真空 (0.8MPa) 干燥 12h ,使木塊完全飽和。用切片機切成 10mm×20mm×0.2r 2mm (弦向 Ξ(Λt)×Λ 徑向 ξ(r)×ξ 縱向 (l) )和 10mm×20mm×0.2mm(r×l×t) 的木薄片。將木薄片放人電熱鼓風干燥箱中以 40°C 加熱 2h,60°C 加熱 2h,80°C 加熱 2h,103°C 加熱 6h 得到絕干木薄片備用。將預處理后得到的楊木木片簡稱為P。將楊木片放入 A-TiO2@SiO2 分散液,放置到真空干燥箱中,常溫真空干燥 12h ,處理的楊木片簡稱為PST。KH560-TiO2@SiO2 改性液處理的楊木片簡稱為PST-KH560。將 A-TiO2 分散在水中使 A-TiO2 的質量分數為 0.3% ,將木片放入 A-TiO2 分散液, 45°C 真空浸漬 30min 得到改性材簡稱為PT。

1.4 加速老化試驗

用石英片將改性前后的3種木薄片夾緊后,將其置于加速老化試驗機中進行模擬加速老化。加速老化試驗機中的老化條件符合中國標準GB/T16422.3—2022。輻射的最大吸收波長設定為 340nm ,強度設定為 0.76W/(m2?nm) 。采用紫外線和水條件進行老化,紫外線和水條件是將樣品分別放人到老化試驗機中加速風化運行 240h ,包括20個循環,每個循環包括 8h 的紫外線照射, 15min 的噴淋和 3.75h 的冷凝。經過48,96,144,192,240h 的循環照射后,分別將P、PT和PST-KH560的木薄片取出進行表征。

1. 5 表征方法

1.5.1 增重率

試樣的質量增加率可以直觀反映出木材中改性劑質量分數的多少。增重率(WPG,式中記為 WPG. 計算公式為

式中: M0 為處理前試樣的絕干質量, g;M1 為處理后試樣的絕干質量,go

1.5.2 化學組成表征

采用傅里葉變換紅外光譜(FTIR)用于分析改性前后和加速老化試驗前后的結構特征。掃描分辨率為4cm-1 ,掃描頻率為32次/min,掃描范圍為 4000~ 500cm-1 。所有樣品均掃描3次。

1.5.3 粒徑測試

采用納米粒度電位儀(ZetasizerNanoZS,英國馬爾文公司)對超聲分散后的 A-TiO2 和 A-TiO2@SiO2 分散液進行粒徑測試,每組樣品水平重復3次,取平均值。

1.5.4微觀形貌表征

對P、PT、PST-KH560和其加速老化 240h 后的樣品進行噴金處理,并用掃描電子顯微鏡(SEM)分析表面形貌。將A-TiO和 A-TiO2@SiO2 分散在水中,超聲后滴在硅片上,用掃描電子顯微鏡觀察其形態和分散性。用能量色散X射線光譜(EDX)分析PST-KH560樣品,測定Ti和Si元素占比及其分布。

1.5.5 接觸角測試

使用接觸角測試儀對未處理材、PST和PST-KH560的木薄片進行表面接觸角測試。在測量接觸角時,使用 5μL 的水滴對表面上隨機選取的3個點分別進行測試,最后取平均值。

1.5.6 自由基強度測試

使用電子順磁共振光譜儀(EPR)(微波頻率為9.62GHz ,微波功率為 20mW ,調制頻率為 100kHz ,調制振幅為 0.1mT? 對 A-TiO2 和 KH560-TiO2@SiO2 改性液的超氧陰離子自由基和羥基自由基的強度進行測試,并對木材樣品原位照射 0,1,5,10,20,30min 后測得木材樣品中苯氧自由基的強度。

1. 5.7 紫外吸收性能測試

采用紫外可見分光光度計(UV-Vis)測試楊木片(P和PST-KH560)的吸光度、反射率和透過率。

1.5.8 表面顏色測試

使用掃描儀和分光光度計評估木材樣品的顏色變化,并根據國際照明委員會(CIE)實驗室系統進行分析,其中,L為亮度值,a為紅-綠顏色坐標值,b為黃-藍顏色坐標值。

2 結果與討論

2.1改性劑的FTIR和改性前后楊木的FTIR及其增重率變化

改性劑和改性材的FTIR如圖1(a)和圖(b)所示。與A-TiO相比, A-TiO2@SiO2 在 1630cm-1 和 1089cm-1 的位置出現了新的吸收峰(圖 1(a) ),對應于Si—O—Si鍵的伸縮振動[14]。在 963cm-1 出現了Si—O—Ti伸縮振動吸收峰[15],證明 A-TiO2 和 SiO2 發生了鍵合作用。KH560-TiO2@SiO2 的紅外波譜中 3350cm-1 處的特征峰代表了KH560中的羥基伸縮振動。Si—O—Si振動吸收峰升高,說明硅烷成功接枝,并自聚成Si—O—Si鍵連接的大分子硅氧烷結構。在圖 1(b) 中,改性材在 1200cm-1 處觀察Si一O一C鍵的伸縮振動峰,特征峰的出現表明改性液與木材之間發生了化學反應。同時,木材中羥基吸收峰的降低進一步證實了改性液與木材的羥基相互作用。改性材的增重率變化如圖1(c)所示,A-TiO2@SiO2 處理后得到的PST的增重率為 6.55% ,而KH560-TiO2@SiO2 處理后得到的PST-KH560的增重率提高到23. 02% ,證明 KH560-TiO2@SiO2. 比A-TiO@SiO2分散更加均勻,能夠更有效滲透并填充木材。

2.2改性劑的SEM圖和粒徑分布以及改性前后楊木的SEM圖

A-TiO2 和 A-Ti02@Si02 的SEM圖以及粒徑分布曲線如圖2所示。圖2(a)顯示 A-TiO2 表面光滑,但存在團聚現象。圖2(b)顯示經 SiO2 包覆后, A-TiO2@SiO2 的表面有顆粒負載并且 A-TiO2@SiO2 在水中分散均勻,不存在團聚現象,具有良好的分散性和均一性。對A-TiO2 和 A-TiO2@SiO2 進行粒徑測試(圖2(c)),其中,A-TiO2 的平均粒徑為 496. 1nm;A-TiO2@SiO2 的平均粒徑為 735.9nm 。結果表明,經 SiO2 包覆后, A- TiO2@SiO2 的粒徑分布均勻性提高,粒徑增大。

P和PST-KH560的SEM圖以及PST-KH560的EDX能譜如圖3所示。相比于未處理材的橫切面和徑切面(圖3(a)和圖3(b)),PST-KH560的橫切面表面光滑,部分細胞腔內有改性劑填充(圖3(c));徑切面上可在導管內壁上觀察到大量顆粒附著,導管壁上的紋孔形貌完整,改性處理未對其結構造成破壞(圖3(d));圖3(e)和圖3(f)中顯示PST-KH560橫切面細胞壁上存在Ti和Si元素,這進一步驗證了其表面KH560-TiO2@SiO2 的存在。Ti和Si元素的分布均勻歸因于改性劑良好的分散性,使其能夠均勻覆蓋細胞壁表面。

圖1改性劑和改性材的FTIR圖以及改性材的增重率
Fig.1FTIR spectraof modifiers and modified material and weight gain rate of modified material圖2A-TiO和 A-TiO2@SiO2 的SEM圖以及粒徑分布Fig.2 SEM spectra and particle size distribution of A-TiO2 and A-TiO 2@SiO2
圖3P和PST-KH560的SEM圖以及PST-KH560的EDX圖Fig.3SEM spectra ofPand PST-KH560and EDXspectra of PST-KH560

2.3 改性前后楊木的接觸角測試

改性前后楊木的接觸角變化如圖4所示。P的水接觸角為 78° ,呈親水性,這是因為纖維素和半纖維素中含有大量的羥基。由于 A-TiO2@SiO2 顆粒的負載,PST表面的粗糙度增加,水接觸角增大至 92° 。PST-KH560接觸角增大至 112° ,這是由于KH560-TiO2@SiO2 中含有的大量羥基與木材中的羥基反應,使改性材中羥基數量減少,表面潤濕性降低,結果與FTIR結果一致;且大量納米顆粒的負載提高了木材表面粗糙度,降低了木材的表面能。隨著時間的延長,3種木材的接觸角不斷減小后趨于穩定。但PST的表面接觸角在5s后低于P,這是因為PST表面納米顆粒分布不均勻,表面粗糙度較低,無法構成疏水表面。PST-KH560的表面接觸角始終高于P,這表明改性劑能夠均勻地附著在木材表面,形成穩定的疏水層。

圖4P、PST和PST-KH560的接觸角測試 Fig.4 Contact angle test of P,PSTand PST-KH560圖5A-TiO2和KH560-TiO@SiO2的EPR圖Fig. 5 EPR spectra of A-TiO2and KH560-TiO2@SiO2

2.4改性劑和改性前后楊木的自由基強度測試

A-TiO和KH560-TiO@SiO產生羥基自由基(OH)和超氧陰離子自由基 (O2-?) 如圖5所示。 A-TiO2KH560-TiO2@SiO2 在避光過程中未產生羥基自由基和超氧陰離子自由基。當在紫外光照射 10min 后,檢測到 A-TiO2 和 KH560-TiO2@SiO2 2種物質羥基自由基和超氧陰離子自由基的存在。且羥基自由基和超氧陰離子自由基的特征峰強度表現為 A-TiO2 大于KH560-TiO2@SiO2 。這是因為 A-TiO2 吸收紫外光以激發電子,并且電子躍遷會產生空穴??昭〞趸肿赢a生羥基自由基,而電子會被氧分子捕獲,進而形成超氧陰離子自由基。 KH560-TiO2@SiO2 改性液中, A-TiO2 與SiO2 形成化學鍵,阻礙了A-TiO與水和氧氣的接觸,抑制自由基生成,從而降低了光催化性能。

·OH ·OH 黑暗Dark 黑暗Dark p

3365 3385 3405 3425 3 445 3456 3365 3385 3405 3425 3445 3456 磁場/G 磁場/G Magnetic fields Magnetic fields (a)A-TiO2的羥基自由基強度 (b)A-TiO@SiO的羥基自由基強度 (a)Hydroxyl radical intensity of A-TiO2 (b)Hydroxyl radical intensity ofA-TiO@SiO2 O2 A\~WWv O 黑暗Dark 黑暗Dark

3365 3385 3405 3425 3445 3456 3365 3385 3405 3425 3 445 3456 磁場/G 磁場/G Magnetic fields Magnetic fields (c)A-TiO2的超氧陰離子自由基強度 (d)A-TiO@SiO的超氧陰離子自由基強度 (c) Superoxide anion radical intensity ofA-TiO2 (d) Superoxide anion radical intensityofA Ω1-TiO2QSiO2

對P、PT和PST-KH560進行原位照射后得到苯氧自由基的強度變化,結果如圖6所示。苯氧自由基是木質素降解的產物。在汞燈照射之前,PT和PST-KH560產生的苯氧自由基信號強度與未處理材相同,均未產生自由基,這表明經過 A-TiO2 處理和KH560-TiO2@SiO2 處理不會引發木質素分子的降解進而產生苯氧自由基。經汞燈照射后,改性前后樣品的苯氧自由基信號隨著汞燈照射時間的延長而逐漸增強。P在照射 1min 時苯氧自由基信號強度迅速增加, 20min 照射后苯氧自由基信號強度增加緩慢。改性材的變化趨勢與未處理材一致,但變化程度小于未處理材,這是因為 TiO2 吸收和反射紫外光,減少了紫外光照射木材表面,進而減少了木質素發生光降解。PT產生的苯氧自由基的強度小于PST-KH560,這可能是 SiO2 包覆和硅烷改性影響了 TiO2 的紫外吸收和反射性能。

2.5 改性前后楊木的紫外吸收性能

P和PST-KH560的光學性質如圖7所示。在紫外區 (200~380nm 和可見光區域( 380~780nm ,改性材的吸光度高于未處理材,而透過率低于未處理材(圖7(a)和7(b))。在UVC波段( 200~225nm 改性材的反射率低于未處理材,但在實際環境中,UVC波段的紫外線被臭氧層完全吸收,幾乎無法穿透天氣層,因此在木材老化過程中,UVC對木材的紫外損傷可以忽略不計(圖7(c))。而 225~800nm 波段,改性材反射率升高,且高于未處理材。紫外老化加速試驗中,選取的是340nm 的紫外光。在 340nm 處改性材的吸光度和反射率相較于未處理材都明顯升高,這是因為 A-TiO2 納米粒子具有高折射率,這一特性使其能夠高效地吸收并散射紫外線,進而顯著降低紫外線在木材的穿透深度,從而賦予處理材較好的光學抗紫外線性能[16]。因此, KH560-TiO2@SiO2 可以有效減少紫外光到達木材表面的強度,從而降低木材劣化的程度。

圖6P、PT和PST-KH560的EPR圖Fig.6 EPR spectra ofP,PTand PST-KH560"

2.6改性前后楊木的老化性能分析

P、PT和PST-KH560在不同老化時間階段的宏觀形貌和顏色變化如圖8所示。在老化 240h 時,未處理材表面發生開裂現象,而處理材結構保持完整(圖8(a))。隨著老化時間的延長,P的顏色變化呈現出先加深后變淺的規律,這是因為木質素老化生成醌類發色基團使木材表面顏色變深,在水的作用下,醌類小分子被水分沖刷掉,使顏色變淺[17]。PT和PST-KH560在顏色變化則呈現逐漸加深的規律,相較于未處理木材,處理木材的顏色加深階段被延長,而尚未達到顏色變淺的階段。并且PT的色差 變化要小于PST-

KH560(圖8(b))。3種木材的 a 和 b 均呈現先增加后降低的趨勢,在老化初期,PT和PST-KH560處理組的增長幅度均小于對照組,PT的增長幅度小于PST-KH560(圖8(c)和圖8(d))。P的明度值 (L) 隨著老化時間的延長先降低后升高,但PT和PST-KH560處理組的L則呈現降低趨勢, L 變化得到了延緩(圖8(b))。PT的 L 變化程度小于PST-KH560。這些結果表明,A-TiO2 處理的木材表面存在白色顆粒附著,減少了木材在環境作用下的顏色變化,從而提升了木材的顏色穩定性; KH560-TiO2@SiO2 處理可以通過延緩木質素降解的方式進而減小木材的顏色的變化。

Fig.8Macroscopic morphology and L,a,b,△Eplots of P, PTand PST-KH560 with aging tim

P、PT和PST-KH560老化不同時間的紅外變化如圖9所示。P的木質素 (1595cm-1,1505cm-1) 和半纖維素 ?1245cm-1 特征峰都隨著老化時間延長逐漸減小,且各自的特征峰分別在 48h 時和 240h 后消失;纖維素( 1370cm-1. 具有良好的穩定性,在老化過程中保持穩定不變。 1 730cm-1 處的特征峰屬于半纖維素乙

圖8P、PT和PST-KH560隨老化時間的宏觀形貌圖和L、a、b、△E圖"

?;湍举|素中基的拉伸振動[18]。老化初期,P中木質素受紫外光降解生成了更多醌類物質,因此1 730cm-1 處特征峰增強,但隨著老化時間延長,木質素的降解產物不斷被水溶出,導致96h老化后特征峰的逐漸降低(圖9(a))。經 TiO2 改性后,PT的木質素和半纖維素特征峰減小趨勢得到延緩;然而,纖維素特征峰出現了降低,這是因為盡管 A-TiO2 能夠有效阻擋紫外線保護木質素和半纖維素,但與空氣和水接觸時,其光催化性產生的自由基反而降解了纖維素(圖9(b))。PST-KH560中木質素的特征峰在 192h 消失,相比于未處理材和PT,半纖維素的降解程度最慢;纖維素的特征峰保持不變(圖9(c))。說明 SiO2 的包覆在降低A-TiO的光催化活性同時,維持了A-TiO紫外線吸收和反射性能,并且,KH560的引入增強了木材表面的疏水性,減少了水分與 A-TiO2 的接觸,一定程度上降低了自由基的產生,因此PST-KH560具有最好的抗老化性能。

圖10為經過 240h 老化后P、PT和PST-KH560的微觀形貌。P的細胞之間發生明顯分離,導管內紋孔呈紋孔緣對角線方向開裂,紋孔膜消失(圖10(a)和圖10(b))。由圖10(c)可知,PT的橫切面細胞壁變薄,A-TiO2 負載的位置出現了侵蝕現象。這種侵蝕導致更深層的木材結構暴露,細胞壁平整度也隨之降低。細胞角隅處的木質素沒有發生降解現象,這與FTIR分析中木質素特征峰的變化一致。徑切面上紋孔膜消失,紋孔由于 A-TiO2 的侵蝕發生破損,水分的沖刷使細胞壁進一步被破壞,出現貫穿多個紋孔的縱向開裂(圖10(d)),再次證明了 A-TiO2 的催化作用可以降解木材組分。PST-KH560細胞之間分離程度小于P(圖10(e)),徑切面上紋孔膜消失,但未發生紋孔緣處的開裂,表明KH560-TiO2@SiO2 處理可以保護楊木免受紫外損傷。結果再次證明 SiO2 包裹 A-TiO2 降低了光催化性,同時保留了其良好的紫外線吸收和反射能力。

圖10P、PT和PST-KH560老化240h的SEM圖Fig.10 SEMspectra ofP,PT,andPST-KH560 aged for240 h

3結論

本研究使用 KH560-TiO2@SiO2 對楊木進行改性,并評估了改性材的耐候性。結果表明,KH560-TiO2@SiO2 成功負載在楊木片上,在表面形成疏水層。羥基自由基和超氧陰離子自由基強度的減小,證明 SiO2 包覆后改性后 TiO2 的光催化性得到抑制。苯氧自由基強度的降低以及紫外吸收性能的提高證實了KH560-TiO2@SiO2 仍具有良好的紫外線吸收和反射效果,降低了木材表面的紫外線直射強度,減輕了紫外線對木質素的負面影響。經加速老化試驗后,未處理材顏色變淺,表面出現裂痕,微觀形貌上橫切面細胞之間發生分離;PST-KH560宏觀顏色穩定,木材結構保持完整,說明KH560-TiO2@SiO2 改性能夠提高木材的耐候性。本研究通過 SiO2 對A-TiO進行包裹處理降低其光催化活性,同時引人KH560提高木材表面的疏水性能,為A-TiO2 作為木材老化防護劑的應用提供了新的思路。

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