ZnO和Ag-ZnO微納米結(jié)構(gòu)的制備及其光催化性能研究.pdf

1、氧化鋅(ZnO)是一種新型的寬禁帶直帶隙n型半導(dǎo)體材料，它的室溫禁帶寬度為3.37 eV，激子激活能為60 meV，并且具有較強(qiáng)的自由激子躍遷發(fā)光特性，在發(fā)光器件、太陽能電池、抗菌、傳感器、催化等方面得到廣泛地應(yīng)用，而作為光催化劑因其活性高、價(jià)格低廉、環(huán)保等特點(diǎn)在污水處理方面引起人們越來越多的重視。但是，氧化鋅的光催化活性以及對太陽光的利用率仍不夠理想。因此，本文以ZnO為研究主體，以提高其光催化性能為研究目的，以不同形貌氧化鋅基復(fù)合材

2、料的制備及其光催化性能的研究為主要內(nèi)容，具體如下:
　　(1)采用水熱法，以醋酸鋅為原料，三乙醇胺(TEA)為沉淀劑制備氧化鋅微米球。系統(tǒng)討論了H2O與TEA體積比，反應(yīng)溫度對樣品形貌的影響。并通過對生長過程的研究，分析了氧化鋅微米球的成形機(jī)理。最后，通過降解亞甲基藍(lán)實(shí)驗(yàn)比較了樣品的光催化活性，發(fā)現(xiàn)制備的氧化鋅微米球光催化活性是商用氧化鋅的2倍左右。
　　(2)采用水熱法，以Zn(Ac)2·2H2O為原料，Na2O2為沉淀劑

3、通過調(diào)節(jié)反應(yīng)物的比例制備出紡錘體狀ZnO和花狀ZnO結(jié)構(gòu)。系統(tǒng)研究了形貌對光學(xué)性能的影響，并通過對其生長過程的研究，分析了兩種形貌氧化鋅的成形機(jī)理。最后，通過降解亞甲基藍(lán)實(shí)驗(yàn)比較了兩樣品的光催化活性，分析了形貌對光催化活性的影響。結(jié)果顯示，花狀ZnO的光催化活性比紡錘體狀ZnO更高。
　　(3)在制備的三種形貌ZnO的基礎(chǔ)上，采用微波輔助多元醇法，制備了不同形貌Ag/ZnO樣品，測試結(jié)果顯示所制備的Ag/ZnO樣品由纖鋅礦結(jié)構(gòu)的Z

4、nO和面心立方結(jié)構(gòu)的Ag構(gòu)成，對紫外和可見光均有較強(qiáng)的吸收，較Ag和ZnO相比，吸收峰變寬且發(fā)生了紅移。最后研究了形貌對Ag/ZnO復(fù)合材料光催化性能的影響，結(jié)果顯示光催化活性的順序依次為:花狀A(yù)g/ZnO＞紡錘體體狀A(yù)g/ZnO＞球狀A(yù)g/ZnO。
　　(4)在制備的球狀A(yù)g/ZnO復(fù)合材料中，隨著Ag含量的增加，Ag/ZnO熒光光譜強(qiáng)度先減弱后增強(qiáng);與球狀ZnO相比，球狀A(yù)g/ZnO光催化活性明顯提高，AgNO3濃度為0.05