納米結(jié)構(gòu)鋯基微球的制備及其光催化性能的研究.pdf

1、納米半導(dǎo)體光催化技術(shù)被廣泛的應(yīng)用于治理環(huán)境污染及水處理方面等。而ZrO2作為半導(dǎo)體光催化劑，具有酸堿性、氧化還原性于一體的獨特性能，并且當(dāng)賦予ZrO2納米尺寸、特殊形貌及孔道結(jié)構(gòu)時，又同時具有了大比表面積、豐富的表面氧缺位和強離子交換能力的優(yōu)點，因此，ZrO2在光催化領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。
　　 本文針對ZrO2禁帶寬度較寬導(dǎo)致引發(fā)化學(xué)反應(yīng)時對紫外光要求較高，且光催化活性偏低的缺點，利用簡單易行的工藝，制備了納米結(jié)構(gòu)氧化鋯微球

2、，并以兩種方式進行TiO2對ZrO2的摻雜改性，希望從制備納/微米材料和半導(dǎo)體復(fù)合兩個方面入手，來降低ZrO2的禁帶寬度以提高ZrO2光催化效率。主要研究內(nèi)容如下：
　　 第一，綜述了半導(dǎo)體光催化的概念、原理、提高光催化性能的途徑以及ZrO2半導(dǎo)體在光催化中的研究現(xiàn)狀。
　　 第二，通過微波-醇熱相結(jié)合的方法，以ZrOCl2·8H2O和鈦酸四丁酯為原料，酵母菌為模板，制備了ZrO2和鈦摻雜ZrO2納米結(jié)構(gòu)空心微球。主要對

3、生成產(chǎn)物的形貌、晶型、能譜、紫外吸收光譜、比表面積以及紅外吸收光譜進行了表征和分析，并對空心微球形成機理進行了初步的探討。
　　 第三，以自制的ZrO2微球為核材料，以四氯化鈦為鈦源，通過自組裝機理引導(dǎo)制備了核一殼結(jié)構(gòu)ZrO2/Ti O2。主要考察了TiCl4/HCl溶膠的濃度、水浴反應(yīng)時間對產(chǎn)物的形貌、晶型結(jié)構(gòu)、紫外吸收光譜的影響，同時對其反應(yīng)機理進行了初步研究。
　　 第四，通過光催化降解甲基橙的實驗，驗證了ZrO2