納米氧化鋅復(fù)合粉體的制備及其光催化性能的研究.pdf

1、近年來，ZnO作為一種用途很廣的半導(dǎo)體材料，因其活性高、穩(wěn)定性好、對人體無毒、成本低且在光催化處理污染水和空氣中已廣泛應(yīng)用，而成為最具潛力的光催化劑。然而由于ZnO其固有的缺陷——光生電子-空穴對容易復(fù)合，這降低了其光催化活性。因此，要提高 ZnO的光催化活性，就應(yīng)減少光生電子與空穴的復(fù)合。將 ZnO與其它半導(dǎo)體氧化物復(fù)合是提高其光催化活性的途徑之一。ZnO和某些半導(dǎo)體材料能級匹配，光生電子和空穴可發(fā)生有效的分離，使其復(fù)合幾率減小，從而

2、提高 ZnO的光催化活性。本文主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)以Na2CO3和ZnSO4為原料，采用直接沉淀法制備純納米 ZnO光催化劑。通過實(shí)驗(yàn)確定其具有最佳光催化性能的制備條件:將 Na2CO3溶液按摩爾比為1.5的比例逐滴加入到 ZnSO4溶液中，在80℃下反應(yīng)0.5h后，中間產(chǎn)物經(jīng)無水乙醇洗滌3次后經(jīng)600℃煅燒1h制得的納米 ZnO具有最佳光催化性能。
　　(2)以Na2CO3、ZnSO4和ZrOCl2·8H2O等為

3、原料，采用直接沉淀法經(jīng)700℃煅燒1h得到的摻鋯量為1.0％(摩爾比)的納米 ZnO復(fù)合光催化劑粉體的光催化活性最高。XRD分析說明:隨著煅燒溫度的升高，純 ZnO和摻鋯后的納米 ZnO復(fù)合光催化劑晶粒粒徑也隨之變大，但摻鋯可以起到細(xì)化晶粒的作用。摻鋯以后的納米 ZnO光催化劑的粒徑隨煅燒溫度增長的活化能為16.6kJ/mol，相對于純納米ZnO的12.5 kJ/mol有所增大。
　　(3)以Na2CO3、ZnSO4和SnCl4·

4、5H2O等為原料，采用直接沉淀法經(jīng)600℃煅燒1h得到的摻錫量為5.0％(摩爾比)的納米 ZnO復(fù)合光催化劑粉體的光催化活性最高。XRD分析表明:隨著煅燒溫度的升高，純 ZnO和摻錫后的納米 ZnO復(fù)合光催化劑晶粒粒徑也隨之變大，摻錫也可以起到細(xì)化晶粒的作用。但與摻鋯相比，摻錫細(xì)化晶粒粒徑的作用更為明顯。摻錫以后的納米 ZnO光催化劑的粒徑隨煅燒溫度增長的活化能為6.592kJ/mol，相對于純 ZnO的12.5 kJ/mol減小近一半