Fe摻雜ZnO的微結(jié)構(gòu)及其光催化性能的研究.pdf

1、以金屬氧化物半導(dǎo)體為催化劑的光催化技術(shù)，因其具有氧化分解有機(jī)污染物、還原重金屬離子、除臭、防腐以及殺菌等多方面的功能，使得光催化技術(shù)在有害物質(zhì)的處理和循環(huán)再生，改善環(huán)境，保護(hù)生態(tài)環(huán)境等方面受到了越來越多的關(guān)注。
　　氧化鋅(ZnO)作為一種典型的Ⅱ-Ⅵ族直接帶系寬禁帶半導(dǎo)體材料，因?yàn)槠渚哂?.4eV禁帶寬度和高達(dá)60meV的激子束縛能等優(yōu)異的光學(xué)性能，使其成功應(yīng)用在氣體傳感器、太陽能電池、光學(xué)探測器和光催化等許多領(lǐng)域。其中，光催化

2、技術(shù)就是ZnO納米材料的重要應(yīng)用之一，已有研究表明過渡金屬離子摻雜可以顯著提高ZnO光催化劑的性能。
　　本文以利用水熱法制備的Fe摻雜ZnO粉末為研究對象，利用X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、光柵光譜儀等手段對粉末樣品的物相、表面形貌、微觀結(jié)構(gòu)、吸收光譜等特性進(jìn)行詳細(xì)分析，研究了鐵摻雜濃度、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間對ZnO微結(jié)構(gòu)乃至光催化性能的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)實(shí)驗(yàn)所得

3、的Fe摻雜ZnO的產(chǎn)物具有一個(gè)最佳的制備條件;當(dāng)反應(yīng)溫度、時(shí)間和摻雜濃度分別為150℃、10h和1.0mol％時(shí)，F(xiàn)e摻雜ZnO納米結(jié)構(gòu)的花狀結(jié)構(gòu)的結(jié)晶生長更充分，外觀最完整。但是，由EDS能譜分析可以看出，對于摻雜濃度0～5mol％的ZnO樣品而言，其Fe和Zn原子比并無規(guī)律可言，表明Fe離子并非均勻且彌散地分布在ZnO樣品中，因此Fe離子在ZnO晶格或晶體中的存在以及參與ZnO生長的形式尚不明確。
　　(2)對比研究不同F(xiàn)e摻