金屬-半導(dǎo)體空心球復(fù)合納米材料的制備及研究.pdf

1、納米材料在催化領(lǐng)域的應(yīng)用越來越受到科研工作者們的關(guān)注，尤其是在環(huán)境保護(hù)和工業(yè)催化方面的作用尤為突出。在眾多金屬及其氧化物納米材料的催化研究中，TiO2和Au納米粒子由于其獨特的優(yōu)勢而被廣泛研究。然而，在這兩種催化劑使用過程中仍然存在著一些不足。例如，TiO2小的表面積、低量子效率、僅響應(yīng)于紫外線等;Au納米粒子有較高的表面能而容易團(tuán)聚，這使其在催化過程中粒徑和形狀發(fā)生改變，從而影響了它們的催化性能。為此，催化劑的改良也越來越多得被關(guān)注。

2、在此基礎(chǔ)上，本論文做了如下工作:
　　(1)通過浸漬法制備了具有不同銅元素質(zhì)量百分比(0.25％、0.50％、1.0％)的一系列CuxO-TiO2空心球復(fù)合材料，通過在球形SiO2納米顆粒表面上吸附水解四乙氧基鈦和在NaOH溶液中腐蝕SiO2制備TiO2中空納米球。由于引入銅元素后，TiO2的帶隙變窄，電荷能夠更好地分離，CuxO-TiO2中空納米球在紫外光和可見光照射下乙醛降解為CO2的過程中顯示出比TiO2@SiO2納米球和T

3、iO2中空納米球更高的光催化活性。特別地，CuxO-TiO2中空納米球在可見光輻照下乙醛的降解中顯示出較高的催化活性。由于較大的表面積和更多的催化活性位暴露點，當(dāng)銅元素的含量為0.50％時，復(fù)合材料的催化效率達(dá)到最佳效果，這也為在日常生活中催化降解有機(jī)氣體污染物提供了可能性。
　　(2)本論文以Stober法合成了不同粒徑的SiO2微球。以這些SiO2微球為硬模板，通過ZrOCl2前驅(qū)體吸附和水解制備得到了ZrO2@SiO2復(fù)合物

4、，然后用NaOH溶解去除二氧化硅模板劑，制備得到ZrO2空心球。以ZrO2空心球為載體，采用沉積—沉淀法(DP)合成了Au@ZrO2納米空心微球。論文考察了Au@ZrO2納米空心微球在對硝基苯胺還原反應(yīng)中的催化性能。研究結(jié)果表明，所合成的SiO2微球粒徑大小均一、形狀規(guī)則、分散性好;ZrO2空心微球大小及比表面積可以通過硬模板SiO2微球粒徑進(jìn)行有效控制;與Au@ZrO2實心微球相比，Au@ZrO2空心微球在對硝基苯胺還原反應(yīng)中表現(xiàn)出良