ZnO基納米材料的制備及其性質(zhì)研究
本文選題:AgBr-znO + ZnFe_2O_4。 參考:《安徽大學》2015年碩士論文
【摘要】:ZnO基納米材料及其復(fù)合物因具有獨特的結(jié)構(gòu)、物理化學性質(zhì)以及優(yōu)越的性能,被廣泛的應(yīng)用在光學、磁性材料、光催化、傳感器等領(lǐng)域。國內(nèi)外科研工作者一直在探索著如何采用簡單、快速、經(jīng)濟安全的方法合成出具有高效性能的納米材料。本文在國內(nèi)外大量文獻資料調(diào)研的基礎(chǔ)上,采用化學沉積法和水熱方法成功合成了三種不同的基于ZnO的納米材料及其復(fù)合物,研究并探討了它們在污水處理、環(huán)境保護等領(lǐng)域的潛在應(yīng)用。研究內(nèi)容包括以下幾個方面:1.gBr-Zn O納米復(fù)合材料的制備及其光催化性質(zhì)研究以氯化鋅為前驅(qū)物,硼氫化鈉作為還原劑并為反應(yīng)體系提供堿性環(huán)境,水作為溶劑,并以十二烷基三甲基溴化銨作為表面活性劑并提供溴源,隨后,往反應(yīng)體系中加入一定量的銀源前驅(qū)物,一步反應(yīng)得到AgBr-ZnO納米復(fù)合物。通過調(diào)節(jié)反應(yīng)溫度,優(yōu)化合成產(chǎn)物。隨著反應(yīng)溫度的升高,產(chǎn)物由二元Ag-ZnO轉(zhuǎn)變?yōu)槿狝g-AgBr-ZnO,再轉(zhuǎn)變?yōu)槎狝gBr-ZnO納米復(fù)合材料。隨后分別用X-射線粉末衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)以及透射電子顯微鏡(TEM)等測試手段對產(chǎn)物的物相和形貌進行了表征。測試結(jié)果表明,產(chǎn)物是一種復(fù)合材料,是由梭形ZnO基體,及其表面附著的粒徑約10納米的AgBr組成。比表面測試結(jié)果表明復(fù)合之后的產(chǎn)物比單一的ZnO具有更大的比表面積。同時研究了其對染料羅丹明B的光催化降解性質(zhì)。催化結(jié)果顯示,在帶有365納米帶通濾光片的紫外燈照射下,100毫克樣品只需花費27分鐘即可以將50毫升8毫克每升的羅丹明B水溶液完全降解。重復(fù)催化6次后,對羅丹明B的降解效率還可以保持85%以上。2. ZnFe2O4納米顆粒的制備及其氣敏性質(zhì)研究基于前期的研究工作,以梭形ZnO和三氯化鐵為前驅(qū)物,水合胼為還原劑,通過水熱方法,控制反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間等條件,制備產(chǎn)物。同樣采用XRD、TEM和X-射線光電子能譜(XPS)等測試手段對產(chǎn)物的物相和形貌進行了表征。測試結(jié)果表明,所合成的產(chǎn)物為粒徑在10納米左右的ZnFe2O4納米顆粒。產(chǎn)物是一種順磁性的半導體材料,這樣有利于樣品的收集和回收利用。同時產(chǎn)物具有較大的比表面積。利用所合成的產(chǎn)物制作了氣體傳感器,并檢測了丙酮、乙醇、甲醛、異丙醇、乙酸乙酯等實驗室常見化合物的傳感性質(zhì)。對比結(jié)果表明,ZnFe2O4氣體傳感器對丙酮氣體具有較高的選擇性和響應(yīng)性。3. Co0.85Se-ZnO納米復(fù)合材料的制備及其催化性質(zhì)研究在實驗室前期合成的Co0.85Se納米薄膜材料工作的基礎(chǔ)上,以硝酸鉆、亞硒酸鈉和六水合硝酸鋅作為前驅(qū)物,水合肼為還原劑,以水作為溶劑,采用水熱合成方法,通過調(diào)節(jié)反應(yīng)物物質(zhì)的量比,合成了目標產(chǎn)物。同樣采用XRD、TEM和XPS等測試手段對產(chǎn)物的物相和形貌進行了表征。一系列的表征測試結(jié)果表明,產(chǎn)物是在Co0.84Se薄膜上附著有ZnO納米顆粒的復(fù)合材料。復(fù)合之后的產(chǎn)物比Co0.85Se具有更大的比表面積。產(chǎn)物作為催化劑催化分解水合肼,具有較好的催化效率和重復(fù)利用性。
[Abstract]:ZnO based nanomaterials and their complexes have been widely used in the fields of optics, magnetic materials, photocatalysis, and sensors because of their unique structure, physical and chemical properties and excellent properties. Researchers at home and abroad have been exploring how to use simple, fast and safe methods to synthesize highly efficient nanomaterials. On the basis of a large number of domestic and foreign literature and data, three different ZnO based nanomaterials and their complexes have been successfully synthesized by chemical deposition and hydrothermal methods, and their potential applications in the fields of sewage treatment and environmental protection are studied and discussed. The internal capacity includes the following aspects: 1.gBr-Zn O Nanocomposite The preparation and photocatalytic properties of the composite materials are studied with zinc chloride as a precursor, sodium borohydride as a reductant and an alkaline environment for the reaction system. Water is used as a solvent and twelve alkyl three methyl ammonium bromide is used as a surface active agent and a bromine source is provided. Then, a certain amount of precursor of silver source is added to the reaction system. To AgBr-ZnO nanocomposites, the synthetic products were optimized by adjusting the reaction temperature. With the increase of reaction temperature, the products changed from two yuan Ag-ZnO to three yuan Ag-AgBr-ZnO and then two yuan AgBr-ZnO nanocomposites. Then, X- ray powder diffractometer (XRD), scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM) were used respectively. The test results show that the product phase and morphology are characterized. The results show that the product is a composite material consisting of a shuttle ZnO matrix and a AgBr with a particle size of about 10 nanometers attached to the surface. The photocatalytic degradation of Daming B shows that 100 mg samples can completely degrade the Luo Danming B solution of 50 ml 8 mg per liter under UV light with 365 nanoscale filters. After 6 times of repeated catalysis, the degradation efficiency of Luo Danming B can remain above 85%.2. ZnFe2O4 nanometers. The preparation of the particles and their gas sensitive properties are based on the previous research work. Using the shuttle shaped ZnO and ferric trichloride as precursors and hydrated callus as reducing agents, the products were prepared by hydrothermal method, control reaction temperature, reaction time and other conditions. The phase and morphology of the products were also measured by means of XRD, TEM and X- ray photoelectron spectroscopy (XPS). The results show that the synthesized product is ZnFe2O4 nanoparticles with a particle size of about 10 nanometers. The product is a paramagnetic semiconductor material, which is beneficial to the collection and recycling of the samples. Meanwhile, the product has a larger specific surface area. The gas sensor is made by the synthesized product and the acetone, B is detected. The sensing properties of alcohol, formaldehyde, isopropanol, ethyl acetate and other common compounds in the laboratory. The comparison results show that the ZnFe2O4 gas sensor has high selectivity and responsiveness to acetone gas and the preparation of.3. Co0.85Se-ZnO nanocomposite and its catalytic properties in the work of the Co0.85Se Nanomaterials Synthesized in the early laboratory. On the basis of this, the target products were synthesized by using the nitrate drills, sodium selenite and six zinc nitrate as precursors, hydrazine hydrate as a reducing agent, water as a reducing agent and water as a solvent. The target products were synthesized by adjusting the mass ratio of the reactants. The properties and morphology of the products were also characterized by XRD, TEM and XPS. A series of characterization of the products. The test results show that the product is a composite with ZnO nanoparticles on the Co0.84Se film. The composite has a larger specific surface area than Co0.85Se. The product has better catalytic efficiency and reutilization as a catalyst for the catalytic decomposition of hydrazine.
【學位授予單位】:安徽大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2015
【分類號】:TB383.1;O614.241
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