ZnO中空納米結(jié)構(gòu)的制備及光催化性能.pdf

1、氧化鋅是一種重要的Ⅱ-Ⅳ族直接帶隙寬禁帶金屬氧化物半導(dǎo)體材料，氧化鋅納米材料因其優(yōu)異的光電性能吸引了大量國內(nèi)外研究工作者的廣泛關(guān)注。納米氧化鋅因其獨(dú)特的性質(zhì)使其在太陽能電池、氣敏元件、固體照明光源、保護(hù)性涂層、光催化劑、紫外發(fā)光器件等諸多領(lǐng)域有重要的應(yīng)用前景。
　　 隨著社會(huì)的發(fā)展，環(huán)境問題日益突出。在污水凈化方面，對于某些有機(jī)污染物，ZnO的光催化降解效果要比傳統(tǒng)光催化劑TiO2好。本論文主要選擇氧化鋅納米材料體系為研究對象，

2、側(cè)重于氧化鋅中空結(jié)構(gòu)（空心球、納米管）的合成，并對其改性及光催化性能展開研究。主要研究內(nèi)容如下：
　　 (1)180℃條件下以葡萄糖脫水聚合成碳球?yàn)槟０?，醋酸鋅、氯化銅為原料，通過水熱反應(yīng)，采用兩種方法制備了ZnO空心球和ZnO-CuO復(fù)合空心球結(jié)構(gòu)。通過兩步法制備的樣品尺寸可控，可以通過控制葡萄糖反應(yīng)的時(shí)間來控制合成的碳球模板的尺寸，進(jìn)而控制最終產(chǎn)物ZnO空心球的尺寸，XRD結(jié)果顯示ZnO為纖鋅礦結(jié)構(gòu)，通過兩步法法可以制得尺寸

3、為100nm的空心球結(jié)構(gòu)，但是光催化性能不好；通過一步法得到的ZnO空心球及ZnO-CuO復(fù)合空心球尺寸大，直徑在800nm左右，但是形成壁厚多孔結(jié)構(gòu)，ZnO-CuO復(fù)合后，光催化性能相比其他幾組樣品有了提高，CuO的存在，引入了新的能級(jí)，使光響應(yīng)范圍變寬，量子產(chǎn)率提高，改善了光催化性能。
　　 (2)采用簡單的水熱法，以氯化鋅、氯化銅、濃氨水為原料，以硅片為基底合成了直徑為400nm左右的ZnO納米管和ZnO-CuO復(fù)合納米管

4、結(jié)構(gòu)。ZnO納米管的形成可以分為高溫沉淀和低溫溶解兩個(gè)過程。由于制得的ZnO與硅片結(jié)合不牢固，清洗不能太劇烈，XRD及EDS結(jié)果表明除了纖鋅礦結(jié)構(gòu)的ZnO外，還出現(xiàn)了其他雜質(zhì)。反應(yīng)物中加入氯化銅后，使得ZnO納米管聚集成花狀，光催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，ZnO-CuO復(fù)合后，光催化性能有了明顯改善。
　　 (3)以制得的ZnO納米管為原料，采用氯鉑酸還原的方法對ZnO納米管進(jìn)行表面修飾。XRD和EDS結(jié)果表明鉑粒子被修飾到ZnO納米管上