納米ZnO及其銀系復(fù)合材料的制備和光催化研究.pdf

1、運用光納米催化技術(shù)降解環(huán)境中有機污染物已經(jīng)成為環(huán)保研究領(lǐng)域的一大有效途徑，具備光催化性能的納米材料中，納米ZnO作為一種直接帶隙半導(dǎo)體，具備高效的量子產(chǎn)率、光生載流子能有效分離、廉價易制備等優(yōu)點脫穎而出。但具備寬帶隙的ZnO只對紫外光區(qū)表現(xiàn)出吸收特性而不能吸收利用較長波長的可見光。故而拓寬ZnO的光響應(yīng)范圍和實現(xiàn)光生電子和空穴對的有效分離是提升ZnO光催化性能在光催化領(lǐng)域的研究熱點。
　　本文以醋酸鋅為鋅源，分別使用氨水、六亞甲基

2、四胺、氫氧化鈉為堿源通過水熱法制備出棒狀、六方螺帽狀和片狀結(jié)構(gòu)的納米 ZnO；以硝酸鋅、硝酸銀、六亞甲基四胺為原料，聚乙烯吡咯烷酮K30為表面活性劑，水熱合成Ag2O/ZnO異質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)合光催化劑；以 ZnO納米棒為基體，采用通過共沉淀法制備Ag3PO4/ZnO復(fù)合光催化材料。利用 XRD、SEM、EDX和UV-Vis等方法分別對所制備樣品進行了測試和表征，考查了在不同光照下樣品對RhB的光催化降解效果，分析了光催化劑的形貌結(jié)構(gòu)、用量及

3、銀系物負載量對其光催化性能的影響，并探索研究了光催化活性提升的原因、光催化反應(yīng)機理以及降解RhB溶液所需光催化劑的最佳用量。
　　結(jié)果表明：(1)制備的棒狀和六方螺帽狀 ZnO的光催化性能均強于片狀納米ZnO，這是由于前兩者單位質(zhì)量內(nèi)比表面積大于片狀納米ZnO，能吸附更多的染料分子，它們降解5mg/L RhB溶液的最佳用量分別為：20mg、20mg、30mg。(2)制備的Ag2O/ZnO復(fù)合光催化劑，在可見光區(qū)呈現(xiàn)出顯著的吸收特性

4、，在紫外光和可見光照下均具備強光催化活性；由于兩相匹配的能帶結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了光生載流子高效分離，從而提升了Ag2O/ZnO復(fù)合材料的光催化活性，Ag2O與ZnO的最佳摻雜比為8at％，8at%Ag2O/ZnO在紫外光和可見光下降解5mg/L RhB溶液的最佳用量均為20mg。(3)制備的Ag3PO4/ZnO復(fù)合材料光響應(yīng)范圍出現(xiàn)紅移，在450nm－800nm均表現(xiàn)出很強的光波吸收能力，由于異質(zhì)結(jié)構(gòu)的復(fù)合促使光生電子和空穴對得到有效分離，進一步