● 摘要
本文主要研究ZnO薄膜的性能改进。通过Au与ZnO的复合来增强薄膜的光催化性能。本文的研究工作对废水中有机污染物的光催化治理有一定的指导意义。采用PS微球模板制备有序排列的Au/ZnO多孔薄膜,利用XRD、SEM、TEM对薄膜的结构进行了表征,XRD和EDS能谱分析表明薄膜是Au与ZnO的复合薄膜,SEM分析显示薄膜是多孔结构。多孔结构相比传统的薄膜有比表面积大的特点,可以提高光催化效率。复合薄膜的UV-vis吸收光谱存在紫外和可见光区两个吸收峰,经分析紫外区的吸收主要是由ZnO造成的,可见光区的吸收峰是由金纳米颗粒引起的,通过DDCSCAT7.0(离散偶极子近似)理论模拟出金网格的吸收峰,与实测值相符。通过紫外光催化降解罗丹明B的试验,研究了不同Au:ZnO比例对薄膜催化活性的影响。结果表明: 沉积8小时ZnO的Au/ZnO薄膜光催化降解罗丹明B的性能最好,5.3小时后脱色率达96.85%。光催化效率的提高主要是因为ZnO大孔薄膜底部沉积Au的微网格。此结构既可以避免金属对ZnO薄膜的遮挡,有效实现光生电子空穴对的分离,又能充分发挥大孔薄膜材料比表面积大的优点,达到提高样品光催化效率的目的。
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