本文選題：ZnO　切入點(diǎn)：光催化活性　出處：《安徽理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：ZnO是一種帶隙寬度為3.37eV的半導(dǎo)體光催化材料,它只在紫外區(qū)具有較強(qiáng)的光催化活性。因此,拓展ZnO的光響應(yīng)范圍,提升其光催化效率具有非常重要的意義。本研究主要基于調(diào)控ZnO能隙為思路,開展提升ZnO光催化效率的研究。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下:以乙酸鋅為原料、無水乙醇為溶劑,采用溶膠-凝膠法制備出前驅(qū)體。將前驅(qū)體在空氣中、550℃煅燒6h合成了 ZnO。X射線衍射(XRD)分析表明ZnO呈六邊纖鋅礦結(jié)構(gòu),場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)及透射電鏡(HRTEM)分析表明ZnO呈類球狀形貌,粒徑約為150nm,晶面間距為0.249nm,N2吸附脫附等溫線分析表明ZnO試樣內(nèi)無孔存在,比表面積僅有4.57m2/g,紫外-可見漫反射吸收光譜(UV-vis)分析顯示ZnO的帶隙為3.35eV,光催化性能測試結(jié)果表明ZnO在70min內(nèi)對亞甲基藍(lán)的降解率僅為40%。用溶膠-凝膠法制得ZnO前驅(qū)體,將它置于N2氣氛中煅燒,研究了不同煅燒溫度(500℃、550℃、600℃和 650℃)與時間(3h、4h、5h和 6h)對燒成試樣性能的影響。結(jié)果表明,600℃C煅燒5h合成ZnO試樣光催化性能最佳,試樣呈黑色(記為ZnO/C),有機(jī)元素分析測定表明試樣中C含量為4.79%。X射線衍射(XRD)分析表明ZnO為六邊纖鋅礦結(jié)構(gòu),場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)觀察顯示ZnO呈六角纖維棒狀形貌,晶粒徑向尺寸約為80nm,軸向尺寸約為250nm,N2吸附脫附等溫線分析表明ZnO/C試樣的最可幾孔徑為42.5nm,屬于中孔結(jié)構(gòu),它的比表面積為44.62m2/g,紫外-可見漫反射吸收光譜(UV-vis)分析表明ZnO/C材料的帶隙為2.96eV,光催化性能測試結(jié)果表明ZnO/C在重復(fù)使用4次后,70min時亞甲基藍(lán)的降解率仍保持在95%。用溶膠-凝膠法制得ZnO前驅(qū)體,將它置于CO氣氛中鍛燒,研究了不同煅燒溫度(500℃、550℃、600℃和 650℃)與時間(4h、5h、6h和 7h)對燒成試樣性能的影響。結(jié)果表明,550℃鍛燒6h合成的ZnO具有最佳光催化性能,試樣呈黑色(記為ZnO/C),有機(jī)元素分析測定顯示試樣中C含量為4.80%,X射線衍射(XRD)分析表明ZnO為六邊纖鋅礦結(jié)構(gòu),場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)和透射電鏡(HRTEM)觀察顯示ZnO呈底端部為六邊形,頭部呈子彈頭狀,徑向尺寸約為1OOnm,軸向尺寸約為300nm,晶面間距為0.252nm,N2吸附脫附等溫線分析表明ZnO/C的最可幾孔徑為38.7nm,屬于中孔結(jié)構(gòu),它的比表面積為46.54m2/g。紫外-可見漫反射吸收光譜(UV-vis)分析表明它的禁帶寬度為2.63eV,光催化性能測試結(jié)果表明了 ZnO/C在連續(xù)重復(fù)使用5次后,70min時對亞甲基藍(lán)降解率仍保持在98%。綜合分析認(rèn)為,本研究通過調(diào)節(jié)煅燒氣氛,制備出了晶粒尺寸、形貌,比表面積,孔徑大小以及晶面間距都不同的ZnO材料,其禁帶寬度亦隨鍛燒氣氛的不同而不同,同在空氣中的煅燒相比,在N2中和在CO氣氛煅燒所得的ZnO材料禁帶寬度分別減小了0.39eV和0.72eV,因而ZnO/C的光催化性能得到了顯著提高。
[Abstract]:ZnO is a semiconductor photocatalytic material with a band gap of 3.37 EV. It only has strong photocatalytic activity in the ultraviolet region. It is of great significance to improve the photocatalytic efficiency of ZnO. Based on the idea of regulating ZnO energy gap, the main contents and results of this study are as follows: zinc acetate as raw material, ethanol as solvent, ethanol as solvent, zinc acetate as raw material, ethanol as solvent, zinc acetate as raw material, ethanol as solvent, zinc acetate as raw material and ethanol as solvent. The precursor was prepared by sol-gel method. The precursor was calcined in air at 550 鈩，

本文編號：1566725