SnO2納米復(fù)合材料的制備及其性能研究.pdf

1、SnO2是一種寬禁帶(Eg=3.6 eV) n型半導(dǎo)體材料，其物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、具有優(yōu)異的光電特性，因此，被廣泛應(yīng)用于氣敏傳感器、染料敏化太陽能電池、光電探測器及鋰蓄電池等方面。此外，SnO2在光催化降解染料廢水，用作發(fā)光材料的基質(zhì)等方面也表現(xiàn)出優(yōu)異的特性。
　　本文選取SnO2基質(zhì)為研究對象，采用水熱法和沉淀法制備SnO2及其復(fù)合物納米材料，并對所合成材料的結(jié)構(gòu)、形貌、光催化以及發(fā)光性能進行了分析表征。本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如

2、下：
　?。?）以SnCl2?2H2O為原料、酒石酸為絡(luò)合劑，采用水熱法制備了SnO2納米顆粒。通過X射線粉末衍射儀、掃描電子顯微鏡、紫外-可見分光光度計及熒光分光光度計等手段對樣品的物相結(jié)構(gòu)、微觀形貌、光吸收性能進行分析表征，以酸性紅B模擬染料廢水，考察了所合成樣品的光催化性能。結(jié)果表明：不同水熱溫度下所合成的樣品均為四方晶系SnO2，空間群為P42/mnm，晶胞參數(shù)a=b=0.4738 nm，c=0.3187 nm；160℃下

3、所得樣品具有優(yōu)異的光催化性能，顆?；境是蛐?，尺寸約為13?23 nm。當(dāng)催化劑用量為20 mg/50 mL，紫外光為光源，反應(yīng)時間為50 min時，酸性紅B的降解率可達97.1％，且降解反應(yīng)屬于一級反應(yīng)動力學(xué)機理。
　?。?）采用沉淀方法以氨水作為沉淀劑制備了 ZnO-SnO2納米復(fù)合氧化物。以酸性紅 B模擬染料廢水進行光催化活性的探究。不同焙燒溫度和 Zn/Sn比所得到的ZnO-SnO2復(fù)合氧化物均由ZnO和SnO2兩相組成，

4、其中ZnO為六方晶系，SnO2為四方晶系，顆粒主要為球形，少量為短柱狀晶體，粒徑為70?100 nm。當(dāng)焙燒溫度為600℃，Zn/Sn比為2:1時，ZnO-SnO2復(fù)合氧化物的禁帶寬度為3.40 eV，在紫外燈下照射120 min，樣品對酸性紅B溶液的降解率達到100%。由于兩種化合物存在能帶差異，故光生電子和空穴在ZnO-SnO2復(fù)合物中可以有效分離，從而提高光催化效率。
　?。?）采用水熱法經(jīng)過焙燒過程制備了SnO2:Eu橙紅

5、光發(fā)射熒光粉。在pH=1的條件下，不同焙燒溫度、不同焙燒時間所合成樣品均為四方晶系，空間群為 P42/mnm。樣品顆粒近球形，平均粒徑為100 nm。熒光粉的激發(fā)光譜由一個寬帶組成，該寬帶歸屬于SnO2價帶到導(dǎo)帶的直接光學(xué)躍遷。發(fā)射光譜是由一個強峰和一系列弱峰組成，主峰位于589 nm,對應(yīng)于Eu3+的5D0?7F1磁偶極躍遷發(fā)射。當(dāng)Eu3+摻雜濃度x=0.09，反應(yīng)體系的pH=1，焙燒溫度和時間分別為900℃和3 h，SnO2:Eu熒