鋰摻雜氧化鋅納米帶陣列薄膜的制備及其光催化性能研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)文明的迅猛發(fā)展，越來越多種類繁雜的有機物被排放到自然環(huán)境中。在眾多降解有機污染物的方法中，半導(dǎo)體光催化降解技術(shù)更加綠色環(huán)保。研究表明，半導(dǎo)體氧化物作為光催化劑相對于其他材料更具有優(yōu)越性。ZnO由于安全無毒，來源豐富，易于結(jié)晶性和形貌可控性，使它成為光催化劑的首選之一。我們可以根據(jù)ZnO的各向異性生長特性對其進行不同方向的可控生長，通過摻雜改性或者與其他半導(dǎo)體復(fù)合等方式，獲得具有特殊形貌和優(yōu)越光催化性能的納米ZnO材料。本論文

2、針對高比表面積的ZnO基多孔納米帶陣列薄膜的調(diào)控制備，及其在光催化技術(shù)中的應(yīng)用進行了有益的探索，其主要內(nèi)容如下:
　　 (1)通過簡單的水熱方法和后續(xù)的熱處理，在FTO玻璃上制備出具有高比表面積、長約7-9μm的Li+摻雜的ZnO(Li+-ZnO)多孔納米帶陣列薄膜，得到了比較高的光催化效率。通過XRD、SEM、TEM和BET測試等手段對樣品進行結(jié)構(gòu)、物相、形貌和比表面積研究，結(jié)果顯示Li+進入ZnO晶格，且該多孔納米帶薄膜陣列

3、整齊、納米帶孔洞分布均勻、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，與基底附著性良好，并且具有大的比表面積。將制備的Li+-ZnO多孔納米帶陣列薄膜在350 W汞燈的照射下降解羅丹明B，當Li+-ZnO納米帶的長度為7-9μm時，其光催化降解效率大幅提高，約是未摻雜Li+的ZnO的2.5倍。
　　 (2)基于(1)的研究成果，采用簡單的低溫化學(xué)水浴法，分別在水熱反應(yīng)時間為2h的ZnO和Li+-ZnO表面沉積一層CdS顆粒，得到CdS/ZnO和CdS/Li+-Z

4、nO兩種納米帶陣列薄膜。通過XRD、SEM和TEM對樣品進行結(jié)構(gòu)、物相和形貌表征。Uv-vis測試表明CdS/ZnO對光的吸收強度明顯高于CdS/Li+-ZnO。在350W紫外汞燈照射下對樣品進行光催化降解測試，發(fā)現(xiàn)隨著CdS的沉積時間由10 min增加到20 min，樣品對RhB的催化效果也隨之增強。比較沉積20 min的樣品，發(fā)現(xiàn)CdS/ZnO納米帶陣列薄膜在光照50 min之后將RhB降解98.61％，而CdS/Li-ZnO納米帶