生長于石墨烯表面的ZnO基核殼納米棒的制備及其光催化性能.pdf

1、本文采用低溫水浴法制備了ZnO納米棒，用浸漬法或光沉積法在其上沉積Ag2O，CuO或In2O3殼層，制備出ZnO/MOx核殼納米棒；用水熱法制備了ZnO納米棒生長于還原石墨烯（RGO）表面的ZnO/RGO復(fù)合納米材料，并以此為基體，將生長于RGO表面的ZnO納米棒轉(zhuǎn)化為ZnO@ZnS和ZnO@ZnS-Bi2S3核殼納米棒。用SEM、TEM、XRD、XPS、Raman、PL、UV-Vis等分析方法，對各個體系納米材料的表面形貌、結(jié)構(gòu)、表面

2、組成、光吸收性能等進行了表征，考察了各個材料在氙燈照射下光催化甘油水溶液制氫活性，并探討了光催化劑的能帶結(jié)構(gòu)和制氫反應(yīng)機理。
　　ZnO/MOx（M=Ag, Cu或In）納米材料均形成了核殼結(jié)構(gòu)，其長度在2μm左右，直徑為150nm左右，殼層由直徑約為10-20nm納米顆粒組成；殼層氧化物的沉積能明顯改善ZnO納米棒的吸光性能和光催化甘油水溶液制氫性能。
　　對RGO/ZnO納米棒復(fù)合材料的研究表明，ZnO晶種層的煅燒溫度顯

3、著影響RGO/ZnO納米棒的形貌、結(jié)構(gòu)與光催化性能；在高于300℃的煅燒溫度下，RGO與ZnO能產(chǎn)生較強的化學作用，并形成了Zn-O-C鍵，能夠制備出生長在RGO表面上的ZnO納米棒；ZnO和RGO之間的強化學相互作用及C-O-Zn鍵的生成，加速了光生載流子的遷移速率，改善了光生電子-空穴對的分離效率，并明顯提高了ZnO納米棒的產(chǎn)氫速率。
　　對RGO/ZnO@ZnS-Bi2S3核殼納米棒的研究表明，合成的復(fù)合納米材料是由ZnO核

4、和ZnS-Bi2S3雙組份殼層組成的核殼納米棒生長于RGO片上形成的三維結(jié)構(gòu)；生長于石墨烯表面上的核殼納米棒長度約為200~300 nm，直徑為50~60 nm，殼層厚度為5-8nm；RGO/ZnO@ZnS-Bi2S3核殼納米棒具有明顯高于RGO/ZnO和RGO/ZnO@ZnS材料的光催化性能，且其殼層的Bi2S3/ZnS摩爾比對RGO/ZnO@ZnS-Bi2S3納米材料的光催化甘油溶液制氫速率有很大的影響。RGO/ZnO@ZBS-2具