CdO-,2-和ZnO-,2-納米顆粒的水熱合成與應(yīng)用.pdf

1、半導(dǎo)體材料以其獨特的物理、化學(xué)性質(zhì)已被廣泛應(yīng)用于微電子、環(huán)境保護、航空航天等領(lǐng)域，已經(jīng)成為當(dāng)今材料領(lǐng)域研究的熱點。納米科技的發(fā)展帶動了新型半導(dǎo)體材料的發(fā)展，不僅提高了材料的性能，而且拓展了半導(dǎo)體材料的結(jié)構(gòu)、形貌和性能的內(nèi)涵。本文利用水熱法，設(shè)計新的反應(yīng)體系和工藝路線，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)物種類及其用量、反應(yīng)時間、反應(yīng)溫度等實驗參數(shù)，很好地實現(xiàn)了CdO2和ZnO2兩種半導(dǎo)體納米材料的相、形貌以及尺寸的控制合成，通過X-射線粉末衍射(XRD)、透射

2、電子顯微鏡(TEM)、場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)、拉曼光譜(Raman)、紫外-可見吸收光譜(UV-vis)和熱重-示差量熱(TG-DSC)等多種測試手段對所得到的產(chǎn)物進行分析與表征，并對它們的應(yīng)用一光催化降解染料廢水及作為前驅(qū)體合成相應(yīng)金屬氧化物進行了研究。已完成的主要工作可概括為以下幾個部分：
　　 ⑴利用硫酸鎘(3CdSO4·8H2O)和雙氧水(3％)在1.25-6.25 vo1.％的氨水溶液中進行低溫(100-140℃

3、)水熱反應(yīng)合成了平均粒徑為12-30nm的CdO2納米顆粒。利用XRD、TEM、UV-vis和TG-DSC對所得產(chǎn)物進行了表征，結(jié)果表明：所得到的產(chǎn)物均為純立方相的CdO2納米顆粒，溫度高于180℃時它們將發(fā)生分解。此外，以合成的CdO2為催化劑，對20 mg/L的甲基橙溶液進行了光催化脫色研究。結(jié)果表明：僅僅用0.2 g的100℃下3.75％的氨水中合成的CdO2做光催化劑，在紫外光下照射5 h后，500 mL甲基橙溶液的脫色率就可達

4、到99％以上，且隨著CdO2納米顆粒粒徑減小其光催化活性提高。通過對比實驗還發(fā)現(xiàn)CdO2納米顆粒的光催化活性高于常用的P25 TiO2。
　　 ⑵在無任何有機溶劑、模板、添加劑存在的情況下，以Cd(OH)2和雙氧水為原料，在80-150℃下水熱反應(yīng)12 h制備了立方相的CdO2納米顆粒；考察了在水熱合成過程中反應(yīng)溫度、反應(yīng)物用量等實驗參數(shù)對所得產(chǎn)物性質(zhì)的影響。利用XRD、TEM、UV-vis、TG-DSC、Raman對產(chǎn)物進行了

5、表征。最后，以合成的CdO2納米顆粒為催化劑光催化脫色10 mg/L甲基橙溶液，結(jié)果顯示，0.5 gCd(OH)2和6％的雙氧水在80℃下水熱合成的CdO2納米顆粒具有最好的脫色效果，當(dāng)CdO2納米顆粒用量為0.3 g，光照6 h，甲基橙的脫色率可達到96％。
　　 ⑶利用堿式碳酸鋅(2ZnCO3·3Zn(OH)2)和雙氧水(30％)在低溫下水熱反應(yīng)24 h合成了ZnO2納米顆粒，考察了該體系中反應(yīng)溫度的變化對生成產(chǎn)物及其形貌的