znfe_20_4基空心纳米球的制备及其光催化性能研究

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1、学校代码：10708论文分类号:学"4:1202011SHAANXIUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGY硕士学位论文ThesisforMaster'sDegreeZnFe2C>4基空-t�纳米球的制备及其光催化性能研究指导教师姓名：李军奇副学位类别：工学硕士学科专业：材料物理

2、论文提交日期：2015年3月I论文答辩日期：2015年5月学位授予单位：陕西S•技d学原创性声明及关于学位论文使用授权的声明原创性声‘明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引

3、用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：S44么日期：2015年((月关于学位论文使用授权的声明本人完全了解陕西科技大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权陕西科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。同时授权中国科学技

4、术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，并通过网络向社会公众提供信息服务。(保密论文在解密后应遵守此规定）论文作者签名：导师签名日期：2015年/月申请工学硕士学位论文论文题目：ZnFe2O4基空心纳米球的制备及其光催化性能研究学科门类：工学一级学科：材料科学与工程培养单位：材料科学与工程学院硕士生：刘振兴导师：李军奇副教授2015年5月PreparationandPhotocatalyticActivityResearchofZnFe2O4–basedHollowNanospheresAThesisSubmi

5、ttedtoShaanxiUniversityofScienceandTechnologyinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceByZhenxingLiuThesisSupervisor:AssociateprofessorJunqiLiMay2015ZnFe2O4基空心纳米球的制备及其光催化性能研究摘要尺寸和形貌可控的纳米材料，与它们的粉体材料相比，由于其独特的物理化学性质，在光催化应用方面引起了广泛的关注。具有

6、大的内腔的空心纳米材料由于其低密度，大的比表面积和纳米材料特性，已经引起了广泛的研究。纳米材料高效的光催化效率是通过减小粒子的粒径尺寸，因此取得大的表面积和更多的活性位点，但是这也带来了不利的影响。当光催化剂的尺寸减小到纳米级别时，催化剂从废水中的分离和回收将遇到障碍，即使它们具有高的催化活性，这也将影响光催化剂的实际应用。因此，许多研究致力于具有磁学性能的光催化剂，它们在处理污水时可以借助外加磁场而得以有效分离。尖晶石结构的ZnFe2O4具有很强的磁性，物理化学性能稳定，成本低，禁带宽度窄（1.9eV），在可见光范围内就可以响

7、应，作为光催化材料已经取得广泛的研究。然而单一的ZnFe2O4光催化剂，它们的光催化活性很低，这是由于它们的电子-空穴对很容易复合。复合两相或多相光催化剂且具有匹配的能级结构是提高催化剂的效率的结论已经得到了证明，由于复合半导体具有不同的能级结构，在半导体的界面形成内建电场，这将有利于电子-空穴对的有效分离，并且可以减少其复合。本论文从提高ZnFe2O4光催化效率这一科学问题着手，通过对复合ZnFe2O4体系的构建，复合相的选择，微观形貌的控制等策略制备了一系列磁性可分离ZnFe2O4基空心纳米球。通过研究复合催化剂对RhB的降

8、解效率，来考察所制备催化剂的可见光催化活性。取得的主要研究成果如下：（1）采用Stöber法，以间苯二酚和福尔马林为原料，制备了单分散，粒径可控的酚醛树脂微球。所制备的酚醛树脂微球表面光滑，粒径大小均一，具有很强的吸附性，且其粒径分布在370～1050nm之间,有利于后续的ZnFe2O4复合空心球的制备。（2）粒径大小为230nm的磁性可分离ZnFe2O4基空心纳米球以酚醛树脂微球为模板，通过浸渍的方法制备。ZnFe2O4，Fe2O3/ZnFe2O4和ZnO/ZnFe2O42+2+空心纳米球通过控制Zn和Fe离子的浓度比合成。在

9、可见光下，它们的光降解效率顺序：ZnO/ZnFe2O4>Fe2O3/ZnFe2O4>ZnFe2O4>粉体ZnFe2O4，进一步的研究证明，因为大的比表面积，薄的壳层和匹配的能级结构，有利I于电子-空穴对的分离，ZnO/ZnFe2O4和Fe2O3/ZnFe2O4的