ZnO-CuO復(fù)合納米材料制備及光催化性能研究.pdf

1、20世紀(jì)以來，水污染造成的環(huán)境問題已經(jīng)嚴(yán)重威脅到了人類的健康并且阻礙著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這使得光催化這種節(jié)能高效且環(huán)境友好型的治污技術(shù)在近些年受到了的廣泛關(guān)注。目前，很多半導(dǎo)體材料由于其杰出的催化性能已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于光催化領(lǐng)域。在眾多半導(dǎo)體材料中，ZnO由于其廉價、無毒、易合成及高的催化活性在光催化領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。
　　本文利用磁控濺射-水熱兩步法成功制備了ZnO納米棒材料，X-射線衍射(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)結(jié)果顯

2、示，ZnO納米棒材料具有典型的六角纖鋅礦結(jié)構(gòu)，頂部平坦，細(xì)而長且表面光滑，單根納米棒首尾直徑均勻一致并且具有較高的結(jié)晶質(zhì)量，并發(fā)現(xiàn)制備過程中ZnO種子層起著至關(guān)重要的作用。利用其降解水中的甲基橙溶液來研究其光催化性能，結(jié)果表明ZnO納米棒材料具備一定的光催化活性。利用水熱法成功在CuO薄膜表面合成了ZnO納米棒，SEM結(jié)果顯示復(fù)合了CuO薄膜后ZnO納米棒形貌產(chǎn)生了巨大的變化。同時ZnO納米棒也變得更加規(guī)則而纖細(xì)，尺寸均一，數(shù)根ZnO納

3、米棒相互交疊在一起，出現(xiàn)“頂部聚集現(xiàn)象”，形成類似于“塔狀”的結(jié)構(gòu)。ZnO納米棒/CuO薄膜材料的光吸收能力擴(kuò)展到了可見光區(qū)域，較本征ZnO納米棒有了較大程度的提升。I-V測試表明ZnO納米棒/CuO薄膜異質(zhì)結(jié)展現(xiàn)了明顯的整流特性，并且正如所料ZnO納米棒/CuO薄膜材料展現(xiàn)出比本征ZnO納米棒更加優(yōu)異的光催化性能。另外，利用光沉積法成功制備出了ZnO納米棒/CuO納米片材料，CuO以納米片的結(jié)構(gòu)包覆于ZnO納米棒表面。絕大多數(shù)CuO呈