凍干法制備氧化鋅復(fù)合材料及其光催化性能研究.pdf

1、當(dāng)前，傳統(tǒng)的染料廢水治理方法存在成本高、降解不完全等問題，而新興的光催化技術(shù)因其具有綠色無污染、降解徹底等優(yōu)點備受關(guān)注。氧化鋅半導(dǎo)體材料成本低、光催化活性強使其在降解染料廢水研究中具有很大的潛力，但在氧化鋅的制備過程中粉體易團聚，以及電子-空穴對的快速復(fù)合都是影響光催化過程和催化劑活性的關(guān)鍵因素。因此，本論文采用聚合物輔助凍干法制備納米氧化鋅(ZnO)粉體，同時復(fù)合還原氧化石墨烯(rGO)，優(yōu)化制備過程中的工藝條件。將制備得到的氧化鋅-

2、還原氧化石墨烯(ZnO-rGO)復(fù)合材料降解模擬染料廢水三苯甲烷類的羅丹明B和偶氮類的甲基橙，探究光催化降解過程的影響因素以及降解機理。本論文的主要工作包括:
　　(1)復(fù)合材料ZnO-rGO的制備:采用聚合物輔助凍干法制備得到納米氧化鋅粉體，采用改進的Hummers氧化法制備得到氧化石墨，然后通過水熱法制備得到ZnO-rGO復(fù)合光催化材料。采用控制變量法對制備過程的工藝條件進行優(yōu)化，得到的最佳工藝條件為:水溶性高分子聚合物選用聚

3、乙烯醇(PVA)，氧化石墨的復(fù)合量為10％，水熱溫度為120℃，水熱時間為5h。在此最優(yōu)條件下制備得到的ZnO-rGO復(fù)合材料經(jīng)過40min的光催化反應(yīng)后，羅丹明B的降解率達到95％以上。
　　(2)復(fù)合材料ZnO-rGO的表征分析:通過一系列的表征測試方法分別對氧化石墨(GO)、氧化鋅(ZnO)和氧化鋅-還原氧化石墨烯（ZnO-rGO）復(fù)合材料的化學(xué)組成、形貌結(jié)構(gòu)以及光學(xué)性質(zhì)進行了表征和分析，并闡明結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。