ZnO光催化劑和Ag2O-ZnO復(fù)合光催化劑的制備與性能研究.pdf

1、ZnO是一種新型半導(dǎo)體光催化劑，具有催化性能優(yōu)異、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、可見光吸收范圍寬、無毒、無污染以及價(jià)廉易得等優(yōu)點(diǎn)，其能將有機(jī)污染物分解為CO2和H2O，在工業(yè)廢水處理等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。
　　本文分別采用水熱法和溶劑熱法合成了ZnO光催化劑，并合成了Ag2O/ZnO復(fù)合光催化劑。使用SEM、TEM、EDS、XRD、FT-IR等方法對(duì)樣品進(jìn)行了表征，以羅丹明B溶液的催化降解實(shí)驗(yàn)為探針反應(yīng)，系統(tǒng)研究了其光催化性能及其影響因素，所得的

2、研究結(jié)果如下：
　　采用水熱法和溶劑熱法都可以成功地制備出ZnO光催化劑，其晶型為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，晶體發(fā)育完整，結(jié)晶度較高。水熱法制備ZnO形貌為薄片狀和針狀，邊界不規(guī)則，顆粒尺寸在200nm左右。水熱法制備ZnO較佳的工藝條件為：原料配比(OH-/Zn2+)為4:1，表面活性劑為CTAB，其用量為0.05mol/L，Zn(Ac)2濃度為0.5mg/L，反應(yīng)溫度為120℃，反應(yīng)時(shí)間為4h；當(dāng)羅丹明B溶液濃度為4mg/L、ZnO用量

3、為0.04g時(shí)，ZnO光催化劑具有較佳的催化性能，羅丹明B溶液的脫色率可達(dá)98.65％。采用溶劑熱法制得ZnO樣品形貌為較厚的片層狀結(jié)構(gòu)，粒徑分布均勻，顆粒尺寸在100nm以內(nèi)。溶劑熱法制備ZnO較佳的工藝條件為：以乙醇為溶劑，OP-10為表面活性劑，其用量0.05mol/L，原料配比(Zn2+/OH-)為1：4，反應(yīng)溫度為140℃，反應(yīng)時(shí)間為4h；當(dāng)羅丹明B溶液濃度為4mg/L，ZnO用量為0.04g時(shí)，ZnO光催化劑具有較佳的催化性

4、能，羅丹明B溶液的脫色率超過99%。
　　以Zn(NO3)2、AgNO3和NaOH為原料，可以制備出Ag2O/ZnO復(fù)合光催化劑，其形貌主要為鉛筆棒狀結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)徑比在20-30之間，Ag2O均勻地附著在ZnO表面。兩者復(fù)合后形成p-n型異質(zhì)結(jié)構(gòu)，能夠有效地阻礙光生電子和空穴的復(fù)合，提高其光催化性能。其較佳制備工藝條件為：Zn(NO3)2為鋅源，原料配比(Ag+/Zn2+)為0.075:1，反應(yīng)溫度為140℃，反應(yīng)時(shí)間為2h。當(dāng)羅丹明