復(fù)合ZnO空心微球及其界面催化劑的制備及性能研究.pdf

1、摘要I摘要I論文題目：論文題目：復(fù)合復(fù)合ZnO空心微球及其空心微球及其界面催化劑的制備及性能研究界面催化劑的制備及性能研究學(xué)科名稱：化學(xué)學(xué)科名稱：化學(xué)工程與技術(shù)工程與技術(shù)研究生：劉生：劉燕簽名：簽名：指導(dǎo)老師：姚秉華指導(dǎo)老師：姚秉華教授教授簽名：簽名：摘要ZnO是一種性能優(yōu)異的寬帶隙半導(dǎo)體材料，被廣泛應(yīng)用于光催化處理廢水、凈化空氣等領(lǐng)域。然而，傳統(tǒng)的ZnO粉體光催化劑表面具有親水性，在水體中容易下沉，需要外加攪拌曝氣使催化劑懸浮于水體中

2、來維持光催化反應(yīng)的進(jìn)行，因此太陽光利用率也較低，嚴(yán)重制約了其產(chǎn)業(yè)化。本文著眼于解決上述難題，成功制備了復(fù)合ZnO空心微球及其雙親性界面催化劑，探討了光催化活性影響因素，并以亞甲基藍(lán)和抗生素類藥物為模擬有機污染物，對其光催化性能進(jìn)行了評價。主要研究結(jié)果如下：（1）以乳液聚合制備的聚苯乙烯(PS)微球為模板，采用模板沉淀法制備了ZnO空心微球，直徑在14μm之間，比表面積19.2m2g，六方晶系結(jié)構(gòu)，結(jié)晶度完整，禁帶寬度3.21eV，具有良

3、好的紫外光吸收性能?？疾炝斯獯呋钚缘闹饕绊懸蛩?，確定了制備ZnO空心微球的最佳條件：反應(yīng)溫度為室溫(約28℃)，模板PS添加量10%，反應(yīng)體系pH=9，前驅(qū)體煅燒溫度600℃。在此條件下制備的ZnO空心微球具有優(yōu)良的紫外光催化性能，在125W高壓汞燈下照射120min，對10mgL亞甲基藍(lán)(MB)降解率達(dá)98%，對抗生素類藥物降解率達(dá)71%以上。（2）以ZnO空心微球為基礎(chǔ)，采用水熱液相沉積法制備了中空SiO2@ZnO微球，直徑在2

4、6μm之間，比表面積24.7m2g，純相六方晶系，禁帶寬度3.21eV?？疾炝斯獯呋钚缘闹饕绊懸蛩兀_定了制備中空SiO2@ZnO微球的最佳條件：碳包覆量為Zn2:C=1:3，硅包覆體系pH=7，硅包覆量30%。在此條件下制備的中空SiO2@ZnO微球具有優(yōu)良的紫外光催化性能，在125W高壓汞燈下照射120min，對10mgL亞甲基藍(lán)(MB)降解率達(dá)91%，對抗生素類藥物降解率達(dá)64%以上。（3）以聚苯乙烯(PS)微球為模板，采用共

5、沉淀水熱法制備了交錯復(fù)合SiO2ZnO空心微球，直徑在15μm之間，比表面積26.4m2g，純相六方晶系，禁帶寬度3.22eV。考察了光催化活性的主要影響因素，確定了制備交錯復(fù)合SiO2ZnO空心微球的最佳條件：硅添加量10%，水熱反應(yīng)溫度150℃，水熱反應(yīng)時間6h。在此條件下制備的交錯復(fù)合SiO2ZnO空心微球具有優(yōu)良的紫外光催化性能，在125W高壓汞燈下照射120min，對10mgL亞甲基藍(lán)(MB)降解率達(dá)93%，對抗生素類藥物降解