基于ZnO納米線的復(fù)合納米材料制備及光催化性能研究.pdf

1、隨著納米科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，ZnO納米線已成為一種具有高催化活性、無(wú)污染、低成本和環(huán)境友好的光催化劑。然而，ZnO納米線在光催化降解廢水有機(jī)污染物方面仍存在不足，如可利用的波長(zhǎng)范圍較窄、光生電子與光生空穴的復(fù)合率較高等，這明顯限制了ZnO納米線的光催化性能。目前，提高ZnO納米線光催化性能的主要方法是對(duì)ZnO納米線進(jìn)行改性處理，如在ZnO納米線表面沉積貴金屬、摻雜金屬離子、制備復(fù)合納米線等，它們可以通過(guò)物理方法或濕化學(xué)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。其中，

2、人們更多采用物理方法（如濺射法）對(duì)ZnO納米線進(jìn)行改性研究，但該方法需要昂貴的設(shè)備。而濕化學(xué)方法（如液相轉(zhuǎn)換法）具有工藝簡(jiǎn)單、成本低等特點(diǎn)，在ZnO納米線改性方面具有較大的潛力。因此，為提高ZnO納米線的光催化性能，本文從改進(jìn)水熱法制備ZnO納米線工藝出發(fā)，采用低成本的液相轉(zhuǎn)換法制備TiO2/ZnO復(fù)合納米線，并對(duì)其光催化性能進(jìn)行表征分析。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下:
　　(1)采用生長(zhǎng)條件溫和、操作簡(jiǎn)單、成本低的晶

3、種水熱法制備ZnO納米線，分別研究氨水濃度、PEI濃度、生長(zhǎng)溫度、生長(zhǎng)時(shí)間等不同生長(zhǎng)條件對(duì)ZnO納米線形貌的影響。結(jié)果表明:當(dāng)生長(zhǎng)液為25 mM Zn(NO3)2·6H2O、12.5 mM HMTA、0.3MNH3·H2O、5 mM PEI、生長(zhǎng)溫度為90℃、生長(zhǎng)時(shí)間為15h時(shí)，所制備的ZnO納米線形貌較理想，平均長(zhǎng)度達(dá)14.5μm、平均直徑達(dá)667 nm、長(zhǎng)徑比達(dá)21.7、且無(wú)底部融合現(xiàn)象、直立性較好。
　　(2)以所制備形貌較

4、理想的ZnO納米線為反應(yīng)模板，采用成本低的液相轉(zhuǎn)換法在ZnO納米線表面沉積TiO2納米薄膜，制得TiO2/ZnO復(fù)合納米線，實(shí)驗(yàn)研究了沉積時(shí)間對(duì)TiO2/ZnO復(fù)合納米線形貌的影響。結(jié)果表明:在本實(shí)驗(yàn)室條件下，制備TiO2/ZnO復(fù)合納米線的最佳沉積時(shí)間為15 min。
　　(3)以亞甲基藍(lán)為待降解有機(jī)染料，以365 nm波長(zhǎng)的紫外燈為光源，進(jìn)行光催化實(shí)驗(yàn)，考察沉積TiO2時(shí)間為15 min時(shí)所制備的TiO2/ZnO復(fù)合納米線的光