本文以乙酸鋅為鋅源,硝酸銀(AgNO₃)為銀源,采用水溶液中低溫沉淀反應,制備Ag/ZnO前驅(qū)體,經(jīng)300℃焙燒得到Ag/ZnO分級結(jié)構(gòu)。通過調(diào)節(jié)沉淀劑和配位劑的類型和濃度,實現(xiàn)不同形態(tài)結(jié)構(gòu)Ag/ZnO組裝體的可控制備。采用X-射線粉末衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)對樣品的晶型、形貌進行了分析表征;采用紫外-可見固體漫反射光譜(DRS)和光致發(fā)光光譜(PL)對Ag/ZnO的光學性能進行表征,測試了電化學阻抗譜(EIS)和Mott-Schottky曲線等電化學性能。考察了樣品對水中有機染料的光催化降解性能和吸附性能以及光解水制氫性能。主要研究內(nèi)容概括如下:(1)通過低溫液相沉淀再焙燒路線制備了有納米片組裝而成的多孔Ag/Zn O多級結(jié)構(gòu)。通過光催化降解4-NP以及光解水制氫評價了樣品的光催化活性。結(jié)果表明,負載貴金屬Ag對樣品光催化活性有很大的影響。通過UV-vis漫反射光譜以及Mott-Schottky技術(shù)研究了負載Ag后增強樣品光催化活性的因素。通過活性物種捕獲實驗,探究了光催化過程中的活性自由基,討論了可能的光催化機理。結(jié)果表明,負載Ag后樣品光催...

【文章頁數(shù)】：95 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 光催化技術(shù)研究概況
    1.2 半導體光催化基本原理
        1.2.1 半導體光催化反應過程
        1.2.2 半導體光催化活性的影響因素
            1.2.2.1 半導體能帶位置
            1.2.2.2 缺陷
            1.2.2.3 晶體結(jié)構(gòu)
            1.2.2.4 粒徑尺寸
    1.3 ZnO納米材料簡介
    1.4 Ag/ZnO復合材料的制備方法
        1.4.1 水熱法和溶劑熱法
        1.4.2 溶膠-凝膠法
        1.4.3 電沉積法
        1.4.4 微波法
        1.4.5 球磨法
        1.4.6 沉淀法
    1.5 Ag/ZnO復合材料的應用
        1.5.1 處理廢水
        1.5.2 提供綠色能源
        1.5.3 抗菌殺菌
        1.5.4 凈化屋內(nèi)污染氣體
    1.6 選題依據(jù)與研究內(nèi)容
        1.6.1 選題依據(jù)
        1.6.2 研究內(nèi)容
第二章 實驗原料、儀器、表征及性能測試方法
    2.1 實驗原料及試劑
    2.2 實驗儀器
    2.3 材料表征
        2.3.1 X射線粉末衍射儀(XRD)
        2.3.2 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.3 比表面積(BET)
        2.3.4 紫外-可見固體漫反射(UV-Vis DRS)
    2.4 Ag/ZnO復合材料性能測試
        2.4.1 Ag/ZnO復合材料光催化降解對染料性能測試
        2.4.2 Ag/ZnO光解水制氫性能測試
        2.4.3 Ag/ZnO光電化學性能測試
        2.4.4 吸附性能研究
第三章 多孔Ag/ZnO分級結(jié)構(gòu)的制備及性能
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 Ag/ZnO前驅(qū)體的制備
        3.2.2 Ag/ZnO復合材料的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 XRD表征及分析
        3.3.2 多孔Ag/ZnO復合材料形貌分析
        3.3.3 實驗參數(shù)對多孔Ag/ZnO分級結(jié)構(gòu)形貌的影響
            3.3.3.1 焙燒對產(chǎn)物形貌的影響
            3.3.3.2 反應時間對產(chǎn)物形貌的影響
            3.3.3.3 反應溫度對產(chǎn)物形貌的影響
            3.3.3.4 沉淀劑用量對產(chǎn)物形貌的影響
            3.3.3.5 配位劑種類對產(chǎn)物形貌的影響
        3.3.4 多孔Ag/ZnO分級結(jié)構(gòu)樣品的N2等溫吸附-脫附表征
        3.3.5 多孔Ag/ZnO分級結(jié)構(gòu)樣品的紫外-可見固體漫反射分析
        3.3.6 多孔Ag/ZnO分級結(jié)構(gòu)樣品的光致發(fā)光光譜分析
        3.3.7 多孔Ag/ZnO分級結(jié)構(gòu)樣品光催化降解性能測試
            3.3.7.1 多孔Ag/ZnO分級結(jié)構(gòu)樣品光催化降解 4-NP
            3.3.7.2 實驗參數(shù)對Ag/ZnO光催化活性的影響
            3.3.7.3 多孔Ag/ZnO分級結(jié)構(gòu)樣品光催化穩(wěn)定性
            3.3.7.4 多孔Ag/ZnO分級結(jié)構(gòu)樣品對不同類型染料光催化活性
            3.3.7.5 電子捕獲劑對多孔Ag/ZnO分級結(jié)構(gòu)樣品光催化活性的影響
        3.3.8 多孔Ag/ZnO分級結(jié)構(gòu)樣品光解水制氫性能測試
            3.3.8.1 犧牲試劑對光催化劑產(chǎn)氫量的影響
            3.3.8.2 負載貴金屬Ag對ZnO光解水性能的影響
        3.3.9 多孔Ag/ZnO分級結(jié)構(gòu)樣品光電化學性能測試
            3.3.9.1 多孔Ag/ZnO分級結(jié)構(gòu)樣品的阻抗譜(EIS)
            3.3.9.2 多孔Ag/ZnO復合材料的莫特-肖特基曲線(Mott-Schottky)
            3.3.9.3 多孔Ag/ZnO復合材料的光電解水制氫活性表征(PEC)
        3.3.10 多孔Ag/ZnO分級結(jié)構(gòu)樣品光催化降解機理
        3.3.11 多孔Ag/ZnO分級結(jié)構(gòu)樣品的吸附性能測試
            3.3.11.1 多孔Ag/ZnO分級結(jié)構(gòu)樣品對剛果紅的吸附性能
            3.3.11.2 吸附時間對多孔Ag/ZnO吸附劑吸附對剛果紅的性能影響
            3.3.11.3 多孔Ag/ZnO吸附劑吸附剛果紅的動力學研究
            3.3.11.4 多孔Ag/ZnO吸附劑吸附剛果紅的吸附理論
            3.3.11.5 pH值對剛果紅吸附量的影響
    3.4 本章小結(jié)
第四章 Ag/ZnO納米線分級結(jié)構(gòu)的制備及性能
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 Ag/ZnO前驅(qū)體納米線的制備
        4.2.2 Ag/ZnO納米線的制備
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 XRD表征及分析
        4.3.2 多孔Ag/ZnO復合材料形貌分析
        4.3.3 實驗參數(shù)對Ag/ZnO納米線形貌的影響
            4.3.3.1 焙燒對產(chǎn)物形貌的影響
            4.3.3.2 配位劑用量對產(chǎn)物形貌的影響
            4.3.3.3 Ag摻雜量對產(chǎn)物形貌的影響
        4.3.4 N₂等溫吸附-脫附表征
        4.3.5 Ag/ZnO納米線樣品的紫外-可見固體漫反射分析
        4.3.6 Ag/ZnO納米線樣品的光致發(fā)光光譜分析
        4.3.7 Ag/ZnO納米線樣品光催化降解性能測試
            4.3.7.1 Ag/ZnO納米線樣品光催化降解MB
            4.3.7.2 Ag負載量對ZnO光催化活性的影響
            4.3.7.3 Ag/ZnO納米線樣品光催化穩(wěn)定性
    4.4 樣品生長機理
    4.5 本章小結(jié)
第五章 納米帶Ag/ZnO分級結(jié)構(gòu)的制備及性能
    5.1 引言
    5.2 實驗部分
        5.2.1 Ag/ZnO前驅(qū)體的制備
        5.2.2 Ag/ZnO復合材料的制備
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 XRD表征及分析
        5.3.2 樣品形貌分析
        5.3.3 實驗參數(shù)對樣品形貌的影響
            5.3.3.1 焙燒對產(chǎn)物形貌的影響
            5.3.3.2 沉淀劑用量對產(chǎn)物形貌的影響
            5.3.3.3 貴金屬源對產(chǎn)物形貌的影響
        5.3.4 納米帶Ag/ZnO組裝結(jié)構(gòu)光催化降解次甲基藍性能測試
            5.3.4.1 納米帶Ag/ZnO組裝結(jié)構(gòu)光催化降解次甲基藍
            5.3.4.2 不同尿素用量得到的Ag/ZnO樣品對MB的降解效率的影響
            5.3.4.3 納米帶Ag/ZnO組裝結(jié)構(gòu)光催化穩(wěn)定性
            5.3.4.4 香豆素熒光法檢測光催化過程中·OH含量
        5.3.5 不同尿素使用量對納米帶Ag/ZnO組裝結(jié)構(gòu)光解水性能的影響
        5.3.6 納米帶Ag/ZnO組裝結(jié)構(gòu)光電化學性能測試
            5.3.6.1 納米帶Ag/ZnO組裝結(jié)構(gòu)的阻抗譜(EIS)
            5.3.6.2 納米帶Ag/ZnO組裝結(jié)構(gòu)的莫特-肖特基曲線(Mott-Schottky)測試
            5.3.6.3 納米帶Ag/ZnO組裝結(jié)構(gòu)的光電流譜(I-t)測試
            5.3.6.4 納米帶Ag/ZnO組裝結(jié)構(gòu)的I-V曲線測試
        5.3.7 Pt/ZnO復合材料光解水制氫性能測試
            5.3.7.1 犧牲試劑對Pt/ZnO復合材料產(chǎn)氫量的影響
            5.3.7.2 負載貴金屬Pt對ZnO光解水性能的影響
            5.3.7.3 不同Pt摻雜量對ZnO光解水性能的影響
            5.3.7.4 貴金屬/ZnO光解水解機理
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表及待發(fā)表的學術(shù)論文目錄



本文編號：3825914