ZnO基半導(dǎo)體復(fù)合材料的合成及其可見(jiàn)光光催化性能的探究.pdf

1、將較窄帶隙的半導(dǎo)體與ZnO復(fù)合形成異質(zhì)結(jié)得到的二元復(fù)合結(jié)構(gòu)光催化劑，不僅能夠有效地抑制光生電子空穴對(duì)的復(fù)合，而且能有效的利用太陽(yáng)能。這既解決了日益嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，也緩解了能源的日益短缺。所以，對(duì)ZnO基半導(dǎo)體復(fù)合光催化材料的制備及其光催化性能的研究有著十分重要的意義。與ZnO半導(dǎo)體材料相比，In2O3是一種具有較窄帶隙的半導(dǎo)體(禁帶寬度為2.8 eV)材料，是一種高效的敏化劑，和ZnO復(fù)合形成的復(fù)合結(jié)構(gòu)具有寬的光吸收范圍;ZnSe也

2、是一種較窄帶隙的半導(dǎo)體(禁帶寬度為2.67 eV)，具有大的激子結(jié)合能(21 meV)，其價(jià)帶和導(dǎo)帶與ZnO的價(jià)帶和導(dǎo)帶交錯(cuò)排列，有助于它們之間擴(kuò)散勢(shì)能的產(chǎn)生，而擴(kuò)散勢(shì)能又有利于電子空穴對(duì)的分離?；谶@些優(yōu)點(diǎn)，本實(shí)驗(yàn)從水熱法入手，成功地制備出了高效的ZnO/In2O3和ZnO/ZnSe復(fù)合光催化材料。采用XRD、SEM、TEM、XPS和PL等方法對(duì)這些催化劑進(jìn)行表征，并以羅丹明B、亞甲基藍(lán)溶液為目標(biāo)降解物研究了ZnO/In2O3和ZnO

3、/ZnSe復(fù)合材料的光催化性能，并對(duì)其生長(zhǎng)機(jī)理進(jìn)行了初步探討。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)通過(guò)超聲輔助水熱法，在醋酸鋅的水溶液中添加三乙醇胺(TEA)，成功地制備了ZnO納米球，并對(duì)所制備的ZnO的形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。所制備的ZnO納米材料為下一步異質(zhì)結(jié)的合成做準(zhǔn)備。
　　(2)以醋酸鋅、硝酸鋅、硝酸銦、三乙醇胺和氨水為前驅(qū)物，用水熱法合成了不同形貌的ZnO/In2O3異質(zhì)結(jié)光催化材料。表征了純ZnO、純In2O3和不同

4、形貌的ZnO/In2O3異質(zhì)結(jié)材料的光催化性能，測(cè)試了不同形貌ZnO/In2O3光催化材料的光學(xué)性能，并對(duì)ZnO/In2O3異質(zhì)結(jié)的界面、能帶結(jié)構(gòu)及光催化機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　(3)采用水熱法、以已制備好的ZnO球?yàn)槟０宄晒χ苽涑隽薢nO/ZnSe復(fù)合結(jié)構(gòu)光催化材料。通過(guò)控制變量法分別調(diào)節(jié)還原劑水合肼的量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間以及硒源的量得到了不同硒化程度的ZnO/ZnSe納米復(fù)合結(jié)構(gòu)，并對(duì)這些復(fù)合結(jié)構(gòu)的形貌、晶體結(jié)構(gòu)和光催化