题目：4ZnO?B2O3?H2O纳米材料的制备、表征及阻燃性能研究

近年来，随着重大火灾次数的增多以及塑料焚烧造成的二次污染等问题的出现，阻燃剂的应用受到了广泛的关注。当今世界环保要求越来越高，对环境友好的环保型阻燃剂受到各国重视，而无毒、高效、抑烟的无机系列阻燃剂完全符合当今阻燃剂向环保型发展的大趋势，它们的市场越来越广阔。
硼酸锌是一种新型高效无机阻燃剂，它具有热稳定性高、粒度细、体积质量小、易分散、无毒等优点。虽然硼酸锌纳米结构的制备已有一些报道，但是关于硼酸锌纳米材料的阻燃性能研究还未见报道，而且不同形貌及尺寸硼酸锌纳米结构对阻燃性能也有很大影响。所以，开展硼酸锌纳米材料的制备、表征和阻燃性能研究具有现实意义。
本文采用水热(溶剂)热的方法，制备了7种新型形貌的硼酸锌4ZnO·B2O3·H2O纳米结构；并通过X射线粉晶衍射 (XRD)、X射线能谱分析(EDS)、红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)等手段对产物进行了表征，并对其阻燃性能进行了研究。具体内容如下：
(1) 以Na2B4O7·10H2O，H3BO3和ZnSO4·7H2O为原料，采用(乙醇)溶剂热法制备出束状和菊花状的4ZnO·B2O3·H2O纳米结构；添加聚乙二醇-300(PEG-300)后，制备出羽毛状的4ZnO·B2O3·H2O纳米结构；并就反应时间、反应温度以及不同溶剂对产物形貌的影响进行了对比实验研究。采用水热法制备出了4ZnO·B2O3·H2O纳米带，并研究了反应时间及不同溶剂量对产物形貌的影响。以Zn(Ac)2·2H2O 和H3BO3为原料，在表面活性剂PEG-4000存在的条件下制得了星形4ZnO·B2O3·H2O；改变原料Na2B4O7·10H2O，H3BO3和ZnSO4·7H2O的量以及溶液浓度，制备出了球形4ZnO·B2O3·H2O纳米结构；改变Na2B4O7·10H2O，H3BO3和ZnSO4·7H2O的配比，在PEG-1000辅助的条件下合成了棒状硼酸锌4ZnO·B2O3·H2O。
(2) 采用热分析法以及垂直燃烧法(ZBY-1型阻燃纸和纸板燃烧试验仪)对4ZnO·B2O3·H2O纳米结构的阻燃性能进行了研究。
实验结果表明不同原料，反应温度，时间，溶液浓度，不同溶剂及表面活性剂等因素对样品的形貌及尺寸有不同程度的影响。而不同尺寸和形貌的硼酸锌4ZnO·B2O3·H2O对阻燃性能有不同的影响。溶剂浓度越小，越有利于纳米材料的生成；而纳米材料的尺寸越小，形貌越均一，其阻燃性能也越好。阻燃实验表明制备的纳米级硼酸锌4ZnO·B2O3·H2O的阻燃效果明显比非纳米级的效果好。