脫合金法制備多孔納米ZnO及其性能研究.pdf

1、氧化鋅是一種寬帶隙Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體材料，室溫下禁帶寬度為3.37eV、激子結(jié)合能為60meV。如此優(yōu)越的光學(xué)性能，使它成為近年來(lái)人們研究的熱點(diǎn)材料之一。而多孔氧化鋅由于其大的比表面積，使其具備了一般材料所不具備的卓越性能，在傳感器、超疏水材料、光催化降解污水、燃料敏化太陽(yáng)能電池、場(chǎng)發(fā)射裝置等方面有著廣泛的應(yīng)用前景。本文應(yīng)用脫合金法，結(jié)合陶瓷化制備具有層片狀搭接的骨架結(jié)構(gòu)的多孔氧化鋅材料，并應(yīng)用SEM、XRD、壓汞、紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)、熒

2、光光致發(fā)光（PL譜）等多種檢測(cè)手段對(duì)多孔氧化鋅的多孔形貌結(jié)構(gòu)、光催化性能和光致發(fā)光性能進(jìn)行了分析研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴合金在熔融后，進(jìn)行淬火和軋制壓片處理。通過(guò)鋁鋅合金二元合金相圖的分析此時(shí)合金中的組織主要為α相和η相。為了獲得較為單一的固溶體，我們研究了固溶溫度、固溶時(shí)間和冷卻速度對(duì)合金片金相組織的影響：升高固溶溫度、延長(zhǎng)固溶時(shí)間以及增加冷卻速度均可以明顯減少η-Zn相的數(shù)量，并能夠使η-Zn相的分布趨于均勻，當(dāng)溫度

3、升高到480℃，時(shí)間延長(zhǎng)到6h，合金組織基本形成較為單一的固溶體。⑵制備出具有層片狀搭接的骨架結(jié)構(gòu)，層片狀氧化鋅作為多孔孔壁。多孔形貌、結(jié)構(gòu)受到多種因素的影響：Al含量、NaOH濃度、腐蝕時(shí)間等。Al含量55％、n（NaOH）：n（Al）=2：1脫合金時(shí)間為25h、厚度為0.5mm下得到了結(jié)構(gòu)完整形貌良好的層片狀骨架多孔結(jié)構(gòu)。應(yīng)用壓汞分析了各參數(shù)下的孔徑分布，表明：45%Zn55%Al合金樣品，經(jīng)腐蝕后多孔結(jié)構(gòu)完整，形貌良好，微孔所占比

4、例大。⑶以甲基橙為目標(biāo)降解物，應(yīng)用紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)，紫外燈照射下測(cè)定不同條件下多孔氧化鋅的光催化效果，表明：45%Zn55%Al配比的光催化效果要優(yōu)于30%Zn70%Al和60%Zn40%Al配比的光催化效果。當(dāng)光照時(shí)間達(dá)到30h時(shí)，多孔氧化鋅對(duì)甲基橙的降解率達(dá)到90%以上。多孔氧化鋅的光催化效果在酸性和堿性溶液中效果明顯減弱，低于10%。外加氧化劑H2O2可顯著提高多孔氧化鋅的光催化效率。多孔氧化鋅還具有良好的光致發(fā)光性能，我們發(fā)