SnO2的制備及其光催化性能研究.pdf

1、近些年，環(huán)境污染成為人們亟待解決的一個(gè)重要問(wèn)題。因半導(dǎo)體材料展現(xiàn)出獨(dú)特的性能，使其為催化降解污染物注入了新的活力。尤其是面對(duì)水污染處理這一嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，半導(dǎo)體催化劑能夠吸收利用太陽(yáng)光這一綠色能源來(lái)催化降解廢水中的有機(jī)物，光催化效率高、安全性好，能降解幾乎所有的有機(jī)污染物，使得開發(fā)比表面積大、光催化活性高、光響應(yīng)范圍廣的光催化材料和經(jīng)濟(jì)、有效、環(huán)境友好的光催化廢水處理技術(shù)成為當(dāng)下研究的重要內(nèi)容。
　　本文的目的是通過(guò)簡(jiǎn)單易行的方法，制

2、備出純度高、粒徑小、形貌均一，具有良好光學(xué)性能的純二氧化錫和氧化鋅改性的復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑，并通過(guò)降解染料廢水來(lái)考察材料的光催化性能，最終為二氧化錫在光催化處理廢水領(lǐng)域的工業(yè)應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)。本文的研究?jī)?nèi)容與結(jié)果如下:
　　(1)以SnCl4·5H2O為前驅(qū)體，氨水為沉淀劑，利用溶膠-凝膠法在不同的前驅(qū)體濃度、煅燒溫度、表面活性劑、反應(yīng)溶液醇水比的條件下調(diào)控制備不同粒徑與性能的SnO2光催化劑。此外，在前驅(qū)體中加入Zn(NO

3、3)2·6H2O，通過(guò)控制Sn4+與Zn2+的不同前驅(qū)體摩爾比，得到了SnO2/ZnO復(fù)合半導(dǎo)體;
　　(2)通過(guò)X-射線衍射、掃描電鏡、透射電子顯微鏡等對(duì)樣品進(jìn)行表征，結(jié)果表明制備的樣品平均晶粒尺寸在5 nm-17 nm之間，晶粒形貌均一，分散性較好。SnO2/ZnO復(fù)合光催化劑因ZnO的加入展現(xiàn)出獨(dú)特的形貌。XRD結(jié)果表明，當(dāng)n(Sn4+)∶n(Zn2+)為1∶1時(shí)，復(fù)合物特征最明顯。此外，結(jié)合不同的調(diào)控參數(shù)，分析了微粒成核與

4、生長(zhǎng)機(jī)理;
　　(3)以甲基橙為主要目標(biāo)降解物，亞甲基藍(lán)和羅丹明B作為對(duì)比，考察了SnO2光催化劑和SnO2/ZnO復(fù)合光催化劑對(duì)有機(jī)染料分子的降解能力，其中調(diào)控反應(yīng)環(huán)境使醇水體積比為1∶0時(shí)制備得到的SnO2樣品對(duì)甲基橙溶液的降解效率最高，在有表面活性劑SDS的反應(yīng)環(huán)境中制備的樣品降解能力較好，SnO2/ZnO復(fù)合光催化劑在重復(fù)性實(shí)驗(yàn)中表現(xiàn)出較好的穩(wěn)定性;
　　(4)對(duì)SnO2光催化降解過(guò)程的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)進(jìn)行擬合分析，結(jié)果表