不同形貌ZnO的水熱法制備、改性及其光催化性能的研究.pdf

1、隨著工業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展以及人們生活水平的提高，環(huán)境問題日益引起人們的關注，特別是水污染問題，而使用高效的可見光催化劑清潔處理環(huán)境問題的技術越來越受到研究者的青睞。本論文首先采用水熱法分別合成花狀、棒狀和球狀三種不同形貌的ZnO催化劑以及采用水相法合成了CdS量子點并用于敏化球狀ZnO催化劑(CdS/ZnO)。其次，通過水熱法制備了ZnO∶B和ZnO∶C高效非金屬摻雜光催化劑。最后，采用X射線粉末衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能

2、譜分析法(EDS)和紫外可見分光光度計(UV-vis)等表征方法分別對樣品性能進行了表征以及通過光降解甲基橙溶液的實驗對樣品的光催化性能進行了表征。得到的主要結論如下:
　　(1)通過水熱法用三種不同的操作方法合成了球狀、花狀和棒狀三種形貌不同的ZnO光催化劑。研究可知:球狀ZnO光催化劑具有最好的光催化活性和降解率(27.8％)，分別是花狀和棒狀的1.56和3.8倍。
　　(2)通過CdS量子點敏化球狀ZnO制備了CdS/

3、ZnO復合光催化劑，主要考察了敏化時間和敏化溫度兩個主要因素對CdS/ZnO光催化劑催化性能的影響。研究表明:當室溫下敏化時間為2h和敏化溫度為60℃敏化2h時，CdS/ZnO光催化劑有最好的光催化活性和最快的降解速率，分別達到39.5％和41.4％的降解效果，其降解速率分別是未敏化ZnO的1.54倍和2.09倍。
　　(3)采用水熱法成功制備了B摻雜的球狀ZnO光催化劑，考察了不同濃度B的摻雜量對球狀ZnO光催化性能的影響，得到

4、非金屬B摻雜球狀ZnO的最佳濃度為0.7％。當B摻雜量為0.7％時制備的光催化劑光催化3h可降解甲基橙達到81.5％，是純ZnO降解效果(44.6％)的1.83倍，具有最好的光催化活性。
　　(4)利用水熱-煅燒兩步法制備出了不同C濃度摻雜的ZnO光催化劑，主要討論了C摻雜濃度對ZnO光催化性能的影響及其降解的可能性機理。當C摻雜量為9％時制備的樣品達到最佳的光催化性能。C摻雜能夠有效地降低電子-空穴復合率和ZnO的帶隙能，增強了