● 摘要
本文主要研究利用金属离子掺杂以及贵金属的沉积来提高ZnO的光催化性能。金属离子掺杂对ZnO的光催化效率的影响到现在依旧没有一个确定的结论。而在ZnO表面沉积或者负载上Ag,Au,Pt等贵金属几乎所有的文献都报道都可以提高ZnO的光催化效率。而将金属离子掺杂和贵金属的沉积相结合起来研究其对ZnO光催化性能的影响还未见报道,因此我们利用水热法制备了Ag/Zn1-xOMx样品来研究金属离子以及负载Ag对ZnO光催化效率的影响。
水热法通常适合用于制备结晶完整、粒径较小的粉末产物,而且得到的产物团聚少、纯度高、粒径分布窄,多数情况下形貌可控。本文采用简单的水热法,分别在苯甲醇、乙二醇、乙醇的不同体系下,制备出微米级和纳米级的掺杂ZnO材料,并对其性质进行了研究。
本论文的研究内容主要包括以下两部分:
(1) 采用简单的水热法成功合成了均匀的单晶Zn1-xOMx微/纳米结构(六棱柱形微米样品、方形微米样品和纳米颗粒。应用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和高倍透射电子显微镜(HRTEM)分别对所得材料的结构和形貌进行表征分析,讨论了实验参数,如溶剂、碱浓度、温度、反应时间等对产物形貌的影响,并对不同ZnO结构的生成机理进行了讨论。
(2) 采用简单的水热法以乙醇为溶剂成功合成了不同掺杂浓度的Zn1-xFexO(x=0,0.01,0.02,0.04)样品,应用X-射线衍射(XRD)、能谱(EDAX)、透射电子显微镜(TEM)分别对所得材料的结构和形貌进行表征分析,大小和形貌为20nm的球形颗粒,并将所制得的Zn1-xFexO样品应用于光催化降解有机物,通过紫外-可见吸收光谱(Uv-Vis)测试对其性能进行了表征分析,主要研究了掺杂离子和表面贵金属沉积对ZnO光催化性能的影响,给出了一些合理的解释并得到了一些有意义的结论。
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