本文選題：光催化　切入點：半導(dǎo)體　出處：《吉林師范大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來,隨著環(huán)境保護意識逐漸深入人心,尋找最佳治理工業(yè)三廢的方法迫在眉睫,光催化法是近年來發(fā)展起來的治理工業(yè)污水的有效方法,其中Zn O半導(dǎo)體材料就是一種理想的降解工業(yè)廢水的光催化劑,但由于其量子產(chǎn)率低,光譜響應(yīng)范圍窄等關(guān)鍵問題沒有解決嚴(yán)重地限制了其應(yīng)用與發(fā)展。本論文將小尺寸的金屬銀、鈀和金納米顆粒與半導(dǎo)體Zn O復(fù)合形成Ag-Zn O、Pd-Zn O與Au-Zn O復(fù)合材料,利用貴金屬納米顆粒作為電子傳遞介質(zhì),同時發(fā)揮Zn O半導(dǎo)體的穩(wěn)定性能、小尺寸效應(yīng)、紫外光響應(yīng)等優(yōu)點,從而提高Zn O的催化性能。通過改變反應(yīng)條件制備出一系列高穩(wěn)定性、高催化活性的Zn O基復(fù)合材料,實現(xiàn)其催化太陽光降解工業(yè)廢水中的有機污染物;研究貴金屬的摻雜量、分散度以及反應(yīng)溫度等因素對樣品發(fā)光性質(zhì)和光催化性能的影響,制備出活性最強的催化劑;探索催化機理,為設(shè)計此類催化劑奠定理論及實驗基礎(chǔ)。取得的主要研究成果如下:1.通過溶劑熱法制備出Zn O納米粒子,XRD、TEM、SEM、UV-vis等表征結(jié)果顯示樣品具有良好的純度和結(jié)晶度,在波長為380nm和550nm附近出現(xiàn)兩處明顯的光質(zhì)發(fā)光峰(PL),且在太陽光下對染料羅丹明B(Rh B)有催化降解作用。2.通過溶劑熱法制備出Ag-Zn O核殼結(jié)構(gòu),制得的Ag-Zn O具有很好的結(jié)晶度和分散度,與純氧化鋅相比,復(fù)合材料的PL發(fā)光峰有所下降,對染料Rh B的催化降解能力增強。3.通過溶劑熱法制備出Pd-Zn O微納米復(fù)合材料,得到的樣品為六方狀孔隙結(jié)構(gòu),Pd納米粒子均勻的分散在氧化鋅表面及孔隙內(nèi)。樣品純度較高,結(jié)晶性能良好,發(fā)光性能和催化性能都有一定改變。4.通過水熱法制備出蜂窩狀與多孔柱狀A(yù)u-Zn O異質(zhì)結(jié)構(gòu),它們均具有良好的純度和結(jié)晶性能,兩種樣品的PL吸收峰都比Zn O降低,對Rh B的催化活性大大提高,由于蜂窩狀樣品的金含量和表面積較高,所以具有最高的催化活性。5.分別對三種復(fù)合材料的光催化機理進行了探究,給出了可能的機理示意圖。
[Abstract]:In recent years, with the awareness of environmental protection becoming more and more popular, it is urgent to find the best method to treat industrial waste water. Photocatalytic method is an effective method to treat industrial sewage developed in recent years. Among them, Zno semiconductor material is an ideal photocatalyst for the degradation of industrial wastewater, but because of its low quantum yield, The narrow range of spectral response has not been solved, which seriously limits its application and development. In this paper, small size silver, palladium and gold nanoparticles are combined with semiconductor Zno to form Ag-Zn / Pd-Zn / O composites. Using noble metal nanoparticles as electron transfer medium, the stability of Zn O semiconductor, small size effect, ultraviolet light response and so on are given full play. In order to improve the catalytic performance of Zno, a series of Zn-O matrix composites with high stability and high catalytic activity were prepared by changing the reaction conditions, which can catalyze the degradation of organic pollutants in industrial wastewater by solar irradiation. The effects of dispersion and reaction temperature on the luminescence properties and photocatalytic properties of the samples were used to prepare the most active catalysts, and the catalytic mechanism was explored. The main results obtained are as follows: 1. ZnO nanoparticles XRDX (TEMSEMN) UV-vis have been prepared by solvothermal method. The results show that the samples have good purity and crystallinity. There are two obvious photoluminescence peaks around 380 nm and 550 nm, and the photoluminescence peak is catalytic degradation of Rhodamine BhB under solar light. 2. The core-shell structure of Ag-Zn O is prepared by solvothermal method. Compared with pure zinc oxide, the PL luminescence peak of the Ag-Zn O / O composite decreased, and the catalytic degradation ability of the dye Rh B was enhanced by .3.The Pd-Zn O micronanocomposites were prepared by solvothermal method. The obtained samples are hexagonal pore structure Pd nanoparticles uniformly dispersed on the surface and pores of zinc oxide. The samples are of high purity and good crystallinity. The photoluminescence and catalytic properties have been changed to a certain extent. 4. Honeycomb and porous columnar Au-Zn O heterostructures were prepared by hydrothermal method. Both of them have good purity and crystallinity. The PL absorption peaks of the two kinds of samples are lower than that of Zno. The catalytic activity of Rh B was greatly improved. Because of the high gold content and surface area of honeycomb samples, the photocatalytic activity of three kinds of composite materials was investigated, and the possible mechanism schematic diagram was given.
【學(xué)位授予單位】：吉林師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB33;O643.36

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本文編號：1632550