浅谈ag'+zno纳米晶的制备、表征及其光催化性能

《浅谈ag'+zno纳米晶的制备、表征及其光催化性能》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、华中科技大学硕士学位论文Ag<'+>/ZnO纳米晶的制备、表征及其光催化性能姓名：汪荣华申请学位级别：硕士专业：应用化学指导教师：许立铭;刘宏芳2003.5.12华中科技大学硕士学位论文摘要(与块体材料相比，纳米材料具有很多独特的性质，如小尺寸效应、表面与界面效应、量子尺寸效应等。自80年代初科学家们首次得到纳米晶以来，这些特殊的性质使得半导体纳米材料迅速在光催化水、空气净化、消毒、肿瘤治疗、光诱导超亲水性、储氢等方面的应用被广泛的研究。ZnO在环境清洁上的应用己成为异相光催化中最活跃的领域之一。Ag+／ZnO掺杂体系

2、应用于异相光催化虽有报道，但其制备方法单一，主要采用金属盐浸渍紫外光解法，、，且光催化降解性能较差。，本课题借助激光复合-力口热蒸发法纳米粉体专利制备技术，在J原子水平上对掺杂前驱体进行重组，使Ag+自组装到ZnO的表面，避免了因光分解而导致的A矿沉积紊乱。通过化学物理和光化学等相关表征对Ag+／ZnO掺杂体系进行了评估，为其应用提供了参考依据。本研究以三股并流沉淀法制备前驱体，利用激光复合-力口热蒸发法制备了Ag+／ZnO纳米晶。对其进行了AEM、TEM、XRD、UV-Vis、PL等表征，考察了微粒粒径、形貌、尺寸、

3、量子限域效应及其光吸收性能。经AFM表征粒径分布均匀，为30rim。掺杂前后晶型有一定变化，掺杂前为葡萄串状，掺杂后为锥型，Ag+均匀的沉积在ZnO表面，约／10nm。{吸收光谱测试表明，Ag+掺杂量为2．00atom％的ZnO比普通ZnO蓝移21．37nm。＼吸收边则蓝移69．81nm，显示出良好的量子限域效应。荧光光谱图上在420nm和460nm两处小峰有一定的蓝移，但蓝移量较小，只有10nm左右。尹。，本文以亚甲基蓝和苯酚等为模型化合物进行了光催化性能评价』60rain内，初始浓＼度为30mg·L“的亚甲基蓝溶液

4、的降解情况显示：在单一的紫外光辐射时，亚甲基蓝的去除率为13．56％；无UV仅2．0m01％Ag+／ZnO催化剂(2．59·L“)存在时，其去除率为27．97％，而由于两者的协同作用其去除率达98．98％，表明化学吸附在整个降解过程中占主导地位。其光催化动力学常数k为4．38×10一mmol／L．min，是文献报道处理亚甲基蓝的2．3倍。对苯酚溶液进行的因素设计实验表明，基本因素的影响顺序为：苯酚的初始浓度>华中科技大学硕士学位论文溶液的pH>氧化剂的用量>催化剂的用量。讨论了各种因素对光催化的影响，发现仞始浓度成负一

5、级动力学，气相氧成一级动力学。探讨了利用太阳能进行光催化过程的可行性，在强度相当的紫外光和太阳光下对40mg-Lo苯酚溶液进行的光催化降解实验表明：当Ag+掺杂量为2．00atom％时，反应常数Ks。州出：Kuv=1．78，与掺杂日口相比K虬ml。ghl、KUv分别提高15倍和11．4倍。考察了催化剂可重复使用性，2．00atom％Ag+／ZnO的重复实用性表明经使用六次后其反应常数下降一半，经测催化剂的损耗办达1／2。对比了吸收光谱、COD等手段对降解产物的跟踪，对实际体系煤气洗涤水的研究表明，两者具有较好的一致性，

6、从而证实了光催化过程使得难降解有机物逐渐矿化而并非发生光转化过程。关键词：Ag+／ZnO纳米晶光催化降解．制备K原子力显微镜表征K量子限域效应儿华中科技大学硕士学位论文AbstractNanoscaledmaterialshavemanyuniqueproperties，suchassmallsizeeffect，surfaceandboundaryeffect，quantumsizeeffectandSOon．Thepropertiesofthenanoscaledmaterialsarenotonlyverydif

7、ferenttOthemoleculesthatconstitutesthem，butalsoverydifferenttothebulkmaterialsthatareconstructedbythem．Sincethebeginningof1980’S，whenscientistsobtainednanocrystalliteforthefirsttime，theresearchesonnanostructuredmaterialshavebecomeoneofthemostactiveareasofmateria

8、lsscience．Thankstotheirweirdproperties，thenanostructuredsemiconductormaterialsarewidelyinvestigatedinphotocatalyticairandwaterpurification，sterilization，cancertherapy