不同形貌ZnO的水熱法制備、改性及其光催化性能的研究.pdf

1、隨著工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活水平的提高，環(huán)境問(wèn)題日益引起人們的關(guān)注，特別是水污染問(wèn)題，而使用高效的可見(jiàn)光催化劑清潔處理環(huán)境問(wèn)題的技術(shù)越來(lái)越受到研究者的青睞。本論文首先采用水熱法分別合成花狀、棒狀和球狀三種不同形貌的ZnO催化劑以及采用水相法合成了CdS量子點(diǎn)并用于敏化球狀ZnO催化劑(CdS/ZnO)。其次，通過(guò)水熱法制備了ZnO∶B和ZnO∶C高效非金屬摻雜光催化劑。最后，采用X射線粉末衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能

2、譜分析法(EDS)和紫外可見(jiàn)分光光度計(jì)(UV-vis)等表征方法分別對(duì)樣品性能進(jìn)行了表征以及通過(guò)光降解甲基橙溶液的實(shí)驗(yàn)對(duì)樣品的光催化性能進(jìn)行了表征。得到的主要結(jié)論如下:
　　(1)通過(guò)水熱法用三種不同的操作方法合成了球狀、花狀和棒狀三種形貌不同的ZnO光催化劑。研究可知:球狀ZnO光催化劑具有最好的光催化活性和降解率(27.8％)，分別是花狀和棒狀的1.56和3.8倍。
　　(2)通過(guò)CdS量子點(diǎn)敏化球狀ZnO制備了CdS/

3、ZnO復(fù)合光催化劑，主要考察了敏化時(shí)間和敏化溫度兩個(gè)主要因素對(duì)CdS/ZnO光催化劑催化性能的影響。研究表明:當(dāng)室溫下敏化時(shí)間為2h和敏化溫度為60℃敏化2h時(shí)，CdS/ZnO光催化劑有最好的光催化活性和最快的降解速率，分別達(dá)到39.5％和41.4％的降解效果，其降解速率分別是未敏化ZnO的1.54倍和2.09倍。
　　(3)采用水熱法成功制備了B摻雜的球狀ZnO光催化劑，考察了不同濃度B的摻雜量對(duì)球狀ZnO光催化性能的影響，得到

4、非金屬B摻雜球狀ZnO的最佳濃度為0.7％。當(dāng)B摻雜量為0.7％時(shí)制備的光催化劑光催化3h可降解甲基橙達(dá)到81.5％，是純ZnO降解效果(44.6％)的1.83倍，具有最好的光催化活性。
　　(4)利用水熱-煅燒兩步法制備出了不同C濃度摻雜的ZnO光催化劑，主要討論了C摻雜濃度對(duì)ZnO光催化性能的影響及其降解的可能性機(jī)理。當(dāng)C摻雜量為9％時(shí)制備的樣品達(dá)到最佳的光催化性能。C摻雜能夠有效地降低電子-空穴復(fù)合率和ZnO的帶隙能，增強(qiáng)了