直立生長(zhǎng)于RGO上的ZnO基核殼納米棒制備及光催化性能.pdf

1、本論文通過(guò)水熱法制備了四種不同形貌的還原氧化石墨烯/ZnO納米材料，包括還原氧化石墨烯/ZnO納米顆粒，還原氧化石墨烯/ZnO納米片，還原氧化石墨烯/ZnO花球，還原氧化石墨烯/ZnO直立納米棒，采用XRD、TEM、SEM、IR、UV-vis譜、電化學(xué)分析等方法對(duì)其形貌、結(jié)構(gòu)、光吸收性能和光電化學(xué)性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明，制備的RGO/ZnO直立納米棒是類似三明治的三維結(jié)構(gòu)(ZnO直立納米棒/RGO/ZnO直立納米棒三層結(jié)構(gòu))或類似基底

2、生長(zhǎng)的二維結(jié)構(gòu)(ZnO直立納米棒/RGO雙層結(jié)構(gòu))；石墨烯與ZnO的緊密結(jié)合以及ZnO的規(guī)則排列可有效抑制光生電子-空穴的復(fù)合，同時(shí)提高光吸收性能。
　　采用離子交換方法制備了生長(zhǎng)在石墨烯片層上的ZnS-Cu2S和ZnS-CdS固溶體敏化的ZnO核-殼納米棒，研究了殼層中Cu2S或CdS的含量對(duì)光吸收和光催化性能的影響。研究表明，敏化改性后的RGO/ZnO納米棒是由石墨烯片層，直立生長(zhǎng)的ZnO納米棒核及ZnS-Cu2S或Cu2S、

3、ZnxCd1-xS或CdS殼層組成的。與RGO/ZnO和RGO/ZnO@ZnS相比，敏化納米材料的可見(jiàn)光吸收明顯增強(qiáng)，而且?guī)栋l(fā)生紅移。熒光發(fā)射光譜(光致發(fā)光光譜)表明，樣品殼層中合適的Cu2S/ZnS或CdS/ZnS比例和石墨烯的加入可以提高電荷的分離效率。光催化活性實(shí)驗(yàn)表明，RGO/ZnO@ZnS-Cu2S和RGO/ZnO@ZnxCd1-xS系列納米材料相比于RGO/ZnO納米棒和RGO/ZnO@ZnS核-殼納米棒，制氫活性有明顯提

4、高。在300 W Xe燈的照射下，RGO/ZnO@ZnS-Cu2S系列催化劑中RGO/ZnO@ZnCS-3樣品的制氫活性最高，可以達(dá)到1451μmol·h-1·g-1，分別比RGO/ZnO樣品和RGO/ZnO@ZnS樣品的高1.37倍和0.84倍；RGO/ZnO@ZnxCd1-xS系列催化劑中RGO/ZnO@Zn0.6Cd0.4S樣品的制氫活性最高，可以達(dá)到1865μmol·h-1·g-1，分別比RGO/ZnO樣品和RGO/ZnO@Zn