層狀前體法制備氧化鋅復(fù)合材料及其光催化性能研究.pdf

1、本論文針對(duì)氧化鋅在實(shí)際應(yīng)用中尚存在不足，如光催化效率低、光譜吸收范圍窄和粉末回收困難等問題，提出采用在LDHs層板上引入過渡金屬的三元類水滑石(LDHs)為前驅(qū)體，再經(jīng)涂敷熱分解法制備得到改性的ZnO復(fù)合薄膜材料。采用X-射線衍射(XRD)、紫外-可見吸收光譜(UV-Vis)、傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)、熱重-差熱分析(TG-DTA)、比表面-孔徑分析(BET)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡-能量散射譜分析(SEM-EDS)等測(cè)試手段對(duì)所得改性

2、ZnO復(fù)合材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)、組成、形貌以及性能等進(jìn)行表征，并分別以甲基橙和亞甲基藍(lán)作為目標(biāo)降解物，考察其在紫外光和可見光下的光催化活性，對(duì)其改性效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。具體研究結(jié)果如下：
　　 (1)制備了不同投料比的銅鋅鋁層狀前體，并考察了不同焙燒溫度對(duì)三元ZnO復(fù)合薄膜的結(jié)構(gòu)及催化性能的影響，結(jié)果表明，煅燒溫度為500℃時(shí)，[Cu2+]/[Zn2+]/[Al3+]投料比為1/6/2的三元ZnO復(fù)合薄膜的光催化能力最強(qiáng)；在此條件下，在6h內(nèi)

3、在紫外光和可見光照射下，對(duì)甲基橙和亞甲基藍(lán)的降解率可分別達(dá)到92.6％和92.5％。分析結(jié)果表明，最優(yōu)條件下制備的三元ZnO復(fù)合薄膜由于ZnO高度均勻分散在其它基質(zhì)金屬氧化物相中，從而使整體組成和結(jié)構(gòu)高度均勻，有利于催化性能的提高；同時(shí)由于Cu2+對(duì)ZnO的改性，使得ZnO的帶隙寬度隨Cu2+含量的增加而減小，增強(qiáng)了ZnO的可見光催化降解能力。
　　 (2)制備了不同比例鈷鋅鋁層狀前體，考察了不同焙燒溫度對(duì)三元ZnO復(fù)合薄膜的結(jié)

4、構(gòu)和性能的影響，發(fā)現(xiàn)焙燒溫度越高，制得的三元ZnO復(fù)合薄膜就越致密，但是隨著焙燒溫度的升高，其催化活性漸降低。最佳制備條件下(500℃焙燒，[Co2+]/[Zn2+]/[Al3+]投料比為1/6/2)制得的氧化鋅復(fù)合薄膜具有最強(qiáng)的光催化能力，在紫外光和可見光照射下，6h對(duì)甲基橙和亞甲基藍(lán)的降解率可分別達(dá)到93.6％和84.0％。而900℃焙燒得到的薄膜沒有光催化能力。分析結(jié)果表明，最優(yōu)條件下制備的三元ZnO復(fù)合薄膜由于Co2+在可見光范