鉻摻雜納米ZnO的光催化性能研究.pdf

1、隨著經濟的發(fā)展，環(huán)境污染的惡化，半導體催化劑材料在解決環(huán)境污染問題方面具有重要的意義。在半導體催化劑中，ZnO具有價格低廉，性質穩(wěn)定，無毒等特點，在光催化降解方面受到廣泛關注。
　　納米ZnO由于具有較大的比表面積，光吸收率高，結構和性質穩(wěn)定等優(yōu)點，因而在光催化領域具有重要的應用，但是納米ZnO具有較大的帶隙寬度（3.20ev）決定其光吸收區(qū)域只有紫外光區(qū)，不能充分利用太陽光這一巨大能源，因此限制了它的使用；另外，納米ZnO自身存

2、在的缺陷也會影響其光催化性能。因此，提高納米ZnO的光催化活性是當前研究的熱點。針對以上問題，本文主要從以下兩個方面進行了研究工作。
　　其一，通過微波輔助法制備催化劑納米材料：納米ZnO及摻雜不同濃度Cr的納米材料Cr-ZnO，并采用XRD、FI-IR、TGA-DTA、N2吸附-脫附及SEM等對其進行表征。結果表明，制備的納米ZnO均為穩(wěn)定的六方纖鋅礦結構，結晶度高，晶形好，摻雜的Cr減小了晶體的粒徑，其中純納米ZnO的粒徑為2

3、1.0489nm，摻雜量為3％的Cr-ZnO的粒徑為11.2608nm；此外，摻雜的Cr也提高了材料的比表面積，制備的納米ZnO和不同摻雜量的Cr-ZnO的比表面積分別為18.4652m2/g，22.3544m2/g，36.1935m2/g及65.2631m2/g；通過單因素法及XRD結果表明，制備納米ZnO的最佳微波時間和微波加熱功率分別為1h和100W，在此條件下制備的納米材料具有最好的晶形。通過TGA-DTA結果證明，煅燒前驅體堿

4、式碳酸鋅得到納米ZnO的最佳溫度為400℃，此溫度下前驅體才能完全分解為納米ZnO。另外，通過SEM結果可以看出，經過高溫煅燒得到的納米材料有團聚現(xiàn)象。
　　其二，研究摻雜的Cr對納米Cr-ZnO光催化性能的影響。通過在日光照射下對甲基橙（MO）的光催化降解研究制備的催化劑材料的光催化活性。結果表明，摻雜改性后的催化劑材料Cr-ZnO對MO具有很好的光催化活性，其中Cr的摻雜量為2%的催化劑Cr-ZnO具有最高的光催化活性。當MO