基于ZnO納米線的復合納米材料制備及光催化性能研究.pdf

1、隨著納米科學技術的快速發(fā)展，ZnO納米線已成為一種具有高催化活性、無污染、低成本和環(huán)境友好的光催化劑。然而，ZnO納米線在光催化降解廢水有機污染物方面仍存在不足，如可利用的波長范圍較窄、光生電子與光生空穴的復合率較高等，這明顯限制了ZnO納米線的光催化性能。目前，提高ZnO納米線光催化性能的主要方法是對ZnO納米線進行改性處理，如在ZnO納米線表面沉積貴金屬、摻雜金屬離子、制備復合納米線等，它們可以通過物理方法或濕化學方法來實現。其中，

2、人們更多采用物理方法（如濺射法）對ZnO納米線進行改性研究，但該方法需要昂貴的設備。而濕化學方法（如液相轉換法）具有工藝簡單、成本低等特點，在ZnO納米線改性方面具有較大的潛力。因此，為提高ZnO納米線的光催化性能，本文從改進水熱法制備ZnO納米線工藝出發(fā)，采用低成本的液相轉換法制備TiO2/ZnO復合納米線，并對其光催化性能進行表征分析。
　　本文的主要研究內容與結論如下:
　　(1)采用生長條件溫和、操作簡單、成本低的晶

3、種水熱法制備ZnO納米線，分別研究氨水濃度、PEI濃度、生長溫度、生長時間等不同生長條件對ZnO納米線形貌的影響。結果表明:當生長液為25 mM Zn(NO3)2·6H2O、12.5 mM HMTA、0.3MNH3·H2O、5 mM PEI、生長溫度為90℃、生長時間為15h時，所制備的ZnO納米線形貌較理想，平均長度達14.5μm、平均直徑達667 nm、長徑比達21.7、且無底部融合現象、直立性較好。
　　(2)以所制備形貌較

4、理想的ZnO納米線為反應模板，采用成本低的液相轉換法在ZnO納米線表面沉積TiO2納米薄膜，制得TiO2/ZnO復合納米線，實驗研究了沉積時間對TiO2/ZnO復合納米線形貌的影響。結果表明:在本實驗室條件下，制備TiO2/ZnO復合納米線的最佳沉積時間為15 min。
　　(3)以亞甲基藍為待降解有機染料，以365 nm波長的紫外燈為光源，進行光催化實驗，考察沉積TiO2時間為15 min時所制備的TiO2/ZnO復合納米線的光