氧化鋅光催化材料的合成及其光催化性能研究.pdf

1、工業(yè)發(fā)展給人類帶來了大量的好處，但是，它也對我們的生態(tài)系統(tǒng)造成了很多不利的影響。土壤，水和大氣都被嚴(yán)重污染，人類的健康也隨之受到了威脅。因此，消除這些污染迫在眉睫。迄今為止，光催化技術(shù)被認(rèn)為是最現(xiàn)實的解決方案之一。近年來，ZnO因具有較低的價格，穩(wěn)定的性能，無毒，高的量子效應(yīng)等優(yōu)點，已成為被廣泛應(yīng)用的光催化劑之一。結(jié)構(gòu)決定性能，所以，制備不同形貌和結(jié)構(gòu)的ZnO材料已成為研究者們炙手可熱的課題。但是，在ZnO作為光催化劑的催化過程中，由于

2、光生載流子的分離效率較低，并不能達到讓人們滿意的光催化效果。因此，為了提高ZnO光生e-和h+的分離效率，大量的研究正在被進行。Ag作為一種貴金屬，可以作為光生e-的有效俘獲陷阱，與ZnO復(fù)合能夠快速地轉(zhuǎn)移走ZnO表面的光生e-，從而有效地提高光生h+和e-的分離率，進而使ZnO的光催化性質(zhì)得到提高。因此合成獨特結(jié)構(gòu)和優(yōu)良性能的Ag/ZnO復(fù)合材料具有相當(dāng)重要的科學(xué)意義。
　　本文采用簡單的溶劑熱合成方法，合成出了多種形貌的ZnO

3、以及ZnO與Ag的復(fù)合材料。主要工作如下:
　　(1)選用乙醇和二乙二醇作為反應(yīng)溶劑，Zn(NO3)2·6H2O作為Zn源，采用溶劑熱法一步合成ZnO。通過調(diào)控溶劑比例分別合成了球狀，碗狀和花狀的分級結(jié)構(gòu)的ZnO。利用EDS，XRD，F(xiàn)ESEM，HRTEM，BET，UV-vis等測試手段對樣品進行了表征，并對樣品的形成機理進行了推測。實驗選取亞甲基藍(MB)作為目標(biāo)污染物，在紫外光照射下，對所制備ZnO的光催化性能進行了研究。結(jié)果

4、表明，當(dāng)乙醇和二乙二醇的比為2∶1時，合成的球狀ZnO對MB的降解效率最高。
　　(2)通過兩次簡單的溶劑熱法合成了中空結(jié)構(gòu)的球狀A(yù)g/ZnO復(fù)合材料。并對不同Ag修飾量的Ag/ZnO復(fù)合材料進行了各類表征。對Ag/ZnO復(fù)合物光催化性質(zhì)的系統(tǒng)研究表明，Ag的修飾量不同，Ag/ZnO樣品的光催化性質(zhì)有很大不同。在UV光照射下，30％ Ag/ZnO復(fù)合物對羅丹明B(RhB)的降解性能最佳。另外，在本章中，Ag/ZnO復(fù)合材料很好的催

5、化循環(huán)穩(wěn)定性能也得到了證明。
　　(3)采用溶劑熱法一步合成分級結(jié)構(gòu)的空心球ZnO，在Ag2CO3作為Ag源的條件下，再利用一次溶劑熱法合成Ag負(fù)載量不同的Ag/ZnO復(fù)合物，同時，ZnO的形貌和結(jié)構(gòu)保持不變。通過樣品在UV光下降解RhB和MB來評估所制備Ag/ZnO的光催化活性。Ag的負(fù)載量為20％的Ag/ZnO復(fù)合物對兩種染料的降解效率最高。光照16分鐘后，20％-Ag/ZnO對RhB的降解比例可達到99.3％，對MB的降解效