表面活性劑輔助撞擊流法制備高分散ZnO和ZnO-Ag納米材料及其性能研究.pdf

1、本文使用自制的撞擊流微反應(yīng)器結(jié)合微波還原，以Zn(NO3)2、NaOH、AgNO3和檸檬酸鈉為原材料，在反應(yīng)過程中添加不同表面活性劑，制備出ZnO和ZnO/Ag納米材料。著重研究了添加表面活性劑種類及其用量對(duì)ZnO和ZnO/Ag納米材料形貌、粒徑、分散性、光催化性及光致發(fā)光性能的影響。采用XRD、FTIR、TEM、SEM等測試手段對(duì)優(yōu)選工藝條件下制備產(chǎn)物的物相、組分及微觀形貌進(jìn)行了表征。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)反應(yīng)過程中添加

2、曲拉通X-100表面活性劑，系統(tǒng)研究了添加曲拉通X-100濃度對(duì)ZnO分散性、光催化和光致發(fā)光性能的影響;煅燒溫度對(duì)ZnO光催化性能的影響;曲拉通X-100濃度對(duì)ZnO/Ag形貌、分散性及光催化性能的影響。結(jié)果表明:撞擊流法是一種連續(xù)、高效制備ZnO和ZnO/Ag納米材料的有效方法，制備過程中添加曲拉通X-100能夠提高ZnO和ZnO/Ag納米材料的分散性和光催化性能，減小粒徑尺寸，且不影響ZnO和ZnO/Ag納米材料的晶格類型。當(dāng)曲拉

3、通X-100濃度分別為1.2×10-3mol·L-1（水）、1.6×10-3mol·L-1（無水乙醇）和1.6×10-3mol·L-1（環(huán)己烷）時(shí)，ZnO分散性最好。當(dāng)曲拉通X-100濃度為1.2×10-3mol·L-1時(shí)，ZnO光催化性能最好。煅燒處理會(huì)降低ZnO光催化性能。曲拉通X-100濃度為0.6×10-3mol·L-1時(shí)，ZnO/Ag光催化性能最好。優(yōu)選條件下所制備的ZnO為球狀，粒徑有所減小;ZnO/Ag為類球狀，粒徑也有所

4、減小。
　　(2)反應(yīng)過程中添加吐溫-60表面活性劑，系統(tǒng)研究了添加吐溫-60濃度對(duì)ZnO分散性、光催化性能和光致發(fā)光性能的影響，吐溫-60濃度對(duì)ZnO/Ag形貌、分散性及光催化性能的影響。結(jié)果表明:制備過程中添加吐溫-60能夠提高ZnO和ZnO/Ag納米材料分散性和光催化性能，減少粒子尺寸，且不影響ZnO和ZnO/Ag納米材料晶格類型。吐溫-60濃度為6×10-2g·L-1時(shí)，ZnO在水、無水乙醇和環(huán)己烷中的分散性最佳且光催化性

5、能最好。當(dāng)吐溫-60濃度為6×10-2g·L-1時(shí)ZnO/Ag光催化性能最好。優(yōu)選條件下所制備的ZnO為球狀，粒徑有所減小;ZnO/Ag為類球狀，粒徑也有所減小。
　　(3)反應(yīng)過程中添加油酸鈉表面活性劑，系統(tǒng)研究了添加油酸鈉濃度對(duì)ZnO分散性、光催化性能和光致發(fā)光性能的影響，油酸鈉濃度對(duì)ZnO/Ag形貌、分散性及光催化性能的影響。結(jié)果表明:制備過程中添加油酸鈉能夠提高ZnO和ZnO/Ag納米材料分散性和光催化性能，且不影響ZnO

6、和ZnO/Ag納米材料的晶格類型。當(dāng)油酸鈉濃度分別為3×10-4mol·L-1（水）、2×10-4mol·L-1（無水乙醇）和2×10-4mol·L-1（環(huán)己烷）時(shí)，ZnO分散性最好，且在3×10-4mol·L-1時(shí)所制備ZnO為球狀，平均粒徑為26.9nm，光催化性能最好。不同油酸鈉濃度可得到不同形貌的ZnO/Ag，當(dāng)油酸鈉濃度為3×10-4mol·L-1時(shí)ZnO/Ag為球狀，平均粒徑為100nm，光催化性能最好。
　　(4)反

7、應(yīng)過程中添加十二烷基硫酸鈉表面活性劑，系統(tǒng)研究了添加十二烷基硫酸鈉濃度對(duì)ZnO分散性、光催化性能和光致發(fā)光性能的影響，十二烷基硫酸鈉濃度對(duì)ZnO/Ag分散性及光催化性能的影響。結(jié)果表明:制備過程中添加十二烷基硫酸鈉能夠提高ZnO和ZnO/Ag納米材料的分散性和光催化性能，減少粒子尺寸，且不影響ZnO和ZnO/Ag納米材料的晶格類型。當(dāng)十二烷基硫酸鈉濃度分別為6×10-3mol·L-1（水）、6×10-3mol·L-1（無水乙醇）和3×1