尖晶石型铁氧体CuxZn1-xFe2O4(x=0~0.5)的制备及光催化性能的研究.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2014年第O2期文章编号：1002—1124(2014)02—0001—03：科辨与尖晶石型铁氧体Cn1-~Fe204：开发(=O．5)的制备及光催化性能的研究徐妍，亓淑艳，马成国，李双，胥焕岩，何秀兰(哈尔滨理工大学材料科学与工程学院。黑龙江哈尔滨150080)摘要：采用溶胶一凝胶法制备了尖晶石型铁氧体Cu~Zn。FeO。利用XRD，SEM对纳米颗粒的结构、形貌进行了表征。结果表明，所合成的样品为尖晶石型铁氧体，形貌呈规则颗粒，随着cu掺杂量的增加可使样品粒径减小。通过对甲基橙的降解情况对其光催化活性进行了研究。结果表明，经过C

2、u2+掺杂可加快甲基橙降解速率，少量掺杂的Cu~Zn。叶Fe20样品，光催化活性可以提高。关键词：尖晶石型铁氧体；光催化性能；甲基橙中图分类号：TQ138．1文献标识码：APreparationandphotocatalyticpropertiesofferriteCZnle204"XUYan，QIShu—yan，MACheng—guo，LIShuang，XUHuan—yan，HEXiu-lan(CollegeofMaterialsScience＆Engineering，HarbinPol~eehnieUniversity，Harbin150080，China)Abstra

3、ct：SpinelferriteCu~ZnlFe204weresynthesizedbysol—gelmethod．Thesize，structureandappearanceofthesynthesizednanoparticleswerecharacterizedbyXRDandSEM．Theresultsoftheas—preparedCucZn1~Fe204paticlesarespinelferritestructure．ThegrainsizeofCucZn1Fe2O4reducedwiththedopingofCu．Thepho—toeatalytiealac

4、tivityofCu~ZnlFe2O4sampleswasmeasuredbythedegradationofmethylicorange，theresultsshowthatthedopingcanimprovedegradationrateofmethylicorangeandthephotocatalysisactivityofCu~Znl~Fe204．Keywords：ferritewithspinelstructure；photocatalyticproperties；methylicorange尖晶石型铁氧体是一种多功能的半导体材料，中，我们利用cu对ZnFe：

5、O进行掺杂改性，通过溶不仅是重要的磁性材¨，还是一种良好的电磁波胶凝胶法合成尖晶石型铁氧体Cu,Zn。FeO纳米颗吸收材料，因此，被广泛应于制造雷达材料【川。粒，并对其结构和光催化性能进行研究。ZnFeO是尖晶石型铁氧体材料中具有代表性的一类材料，其不仅具有磁性，还具有良好的催化性1实验部分能『3'引。Tamaura等人在Nature杂志上曾报道ZnFe2O4可作为丁烯脱氢的催化剂，是具有高催化性及可见1．1样品的制备实验所用原料硝酸铁(Fe(NO，)。·9HO)，硝酸光敏感的新型半导体催化剂。具有多种制备方法的优点，可以通过固相法『61、锌(zn(NO)：·4HO)，硝酸

6、铜(Cu(NO，))，柠檬酸，微乳液法、水热法【81、机械化学合成法【】等，溶胶一氨水均为分析纯。按化学计量比准确称量所需各药凝胶法『10堤泪前非常常用的用来制备纳米材料的品，放人烧杯中加入100mL蒸馏水，溶解并混合均方法，该方法是一种操作简便、成本低廉的合成方匀。在50~C的水浴锅中搅拌边滴加NH，·HO，控制法，具有反应容易进行、反应温度较低，晶型和粒度溶液的pH值在一定的范围之内。在90~C水浴24h，得深红棕色粘稠胶状物质。将胶状物质在烘箱中烘可控、产物粒子尺寸均匀、物性稳定等优点。本文干，得干凝胶。对干凝胶进行灰化，然后研磨成粉，然收稿日期：2013一O1—17

7、后在箱式电阻炉里850oC煅烧5h，得黑色粉末样品。基金项目：黑龙江省教育厅科学技术研究项目(12511075)1．2样品的表征作者简介：徐妍(1988一)，女(汉)，硕士研究生，研究方向：功能材料。导师简介：亓淑艳(1976一)，女，哈尔滨市人，博士，副教授，硕士生导样品结构的测定是用x射线分析方法。荷兰师，研究方向：功能材料。PANalyticalX’Pert型x射线衍射仪：CuK靶，波长2014年第02期徐妍等：尖晶石型铁氧体Cu~ZnFe0(=O～O．5)的制备及光催化性能的研究O3中亦存在电子与空穴的复合