隨著經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展,環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。傳統(tǒng)的治理污染的方法不能有效地將污染物徹底的降解,通常只是將污染物從一種形態(tài)轉(zhuǎn)換為另一種形態(tài)。采用光催化劑降解污染物可以將污染物徹底的降解,且不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。近年來(lái)應(yīng)用較為廣泛的納米催化劑是二氧化鈦和氧化鋅,而氧化鋅由于成本更加低廉而受到更廣泛的關(guān)注,但是氧化鋅納米光催化劑由于是寬禁帶半導(dǎo)體,只有在太陽(yáng)光中的紫外光照射其表面的情況下才能激發(fā)出光生載流子,這也抑制了它的光催化活性。改變制備方法就是一種有效地改善催化劑自身缺陷的一種方法。近年來(lái),高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法結(jié)合了許多其他方法的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)避免了其他方法的缺陷而受到廣泛關(guān)注。本文采用高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法-兩步法制備出與不同物質(zhì)復(fù)合的氧化鋅納米粉體,用XRD、SEM、TEM、UV-vis、PL、XPS、BET、SPV和SPC對(duì)樣品進(jìn)行了表征。論文主要內(nèi)容包括:1.通過(guò)高分子網(wǎng)絡(luò)凝膠法-兩步法制備ZnO-Ag納米光催化劑:用X射線衍射,掃描電子顯微鏡,透射電子顯微鏡,X射線光電子能譜,紫外-可見(jiàn)漫反射光譜和室溫光致發(fā)光光譜等一系列技術(shù)對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能進(jìn)行表征。發(fā)現(xiàn)效果最好的Ag負(fù)載量是3%。如XRD和UV-Vis所證實(shí),ZA3具有更高的晶粒尺寸,結(jié)晶度更高。SPV和紫外-可見(jiàn)光譜揭示ZA3能夠產(chǎn)生更多的光生電子。此外,PL和SPC證實(shí)ZA3的電子-空穴對(duì)可以被有效分離。XPS結(jié)果顯示ZA3有最多的表面羥基。所有ZnO-Ag納米粒子都比純ZnO具有更高的光催化活性。我們的研究表明通過(guò)兩步法把Ag納米粒子與ZnO納米半導(dǎo)體復(fù)合能夠顯著提高ZnO催化劑的光催化活性。2.采用兩步法制備TiO_2含量不同(0~2%)的ZnO/TiO_2-1%Ag納米粒子異質(zhì)結(jié)構(gòu)光催化材料。用X射線衍射,掃描電子顯微鏡,透射電子顯微鏡,X射線光電子能譜,紫外-可見(jiàn)漫反射光譜和室溫光致發(fā)光光譜等一系列技術(shù)對(duì)樣品的結(jié)構(gòu)和光學(xué)性能進(jìn)行表征。發(fā)現(xiàn)光催化性能最好時(shí)TiO_2負(fù)載量是0.5%,且過(guò)量負(fù)載TiO_2對(duì)光催化活性會(huì)產(chǎn)生不利影響。XRD揭示TiO_2負(fù)載量0.5%的樣品具有較好結(jié)晶度;紫外-可見(jiàn)光譜發(fā)現(xiàn)ZAT0.5能夠產(chǎn)生更多的光電子;PL圖譜證實(shí)ZAT0.5樣品的電子-空穴對(duì)能夠被更有效分離;XPS結(jié)果顯示ZAT0.5具有最多的化學(xué)吸附氧。我們的研究表明適量的負(fù)載半導(dǎo)體二氧化鈦可以有效地提高催化劑的光催化活性。
【學(xué)位單位】：西南民族大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TB33;X703
【部分圖文】：

圖 1.1 光催化劑降解污染物示意圖Figure 1.1 Reaction Mechanism of Semiconductor Photocatalyst半導(dǎo)體光催化劑的機(jī)理和過(guò)程可用一下公式表示：

圖 1.2 常見(jiàn)半導(dǎo)體能帶結(jié)構(gòu)示意圖Figure 1.2 Schematic diagram of common semiconductor band structures半導(dǎo)體的能帶結(jié)構(gòu)：圖 1.2 是常見(jiàn)的幾種物質(zhì)的禁帶寬度以及導(dǎo)帶底端和價(jià)帶頂端置。計(jì)算帶隙寬度的常用公式為：Egg1240λ=中 λg為光吸收閾值，Eg為半導(dǎo)體禁帶寬度。當(dāng)價(jià)帶向正極繼續(xù)移動(dòng)，導(dǎo)帶向負(fù)極繼續(xù)，就會(huì)使光生載流子的氧化還原能力增強(qiáng)。所以，想要半導(dǎo)體光催化劑具有較好的光活性，就還要找到最適當(dāng)?shù)慕麕挾�，從而獲得較好的光催化活性�？梢约ぐl(fā)半導(dǎo)體電子發(fā)生躍遷的波長(zhǎng)范圍的計(jì)算通常使用普朗克（Planck）方程，出的結(jié)果就是光響應(yīng)范圍。普朗克方程：hc

溶于水和乙醇，易溶解于酸性和堿性溶液。氧化鋅的基本性質(zhì)如表 1.1 所示，氧化鋅沒(méi)特殊的味道，且沒(méi)有毒性，同時(shí)具有較高的熔點(diǎn)。ZnO 是直接帶隙半導(dǎo)體，禁帶寬度較大約為 3.37eV，自由激子束縛能為 60meV。表 1.1 六方纖鋅礦型氧化鋅的物理性質(zhì)Table 1.1 Physical properties of hexagonal wurtzite type zinc oxide

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