本文關(guān)鍵詞：ZnO量子點的制備及其光催化性能研究

  更多相關(guān)文章： ZnO量子點 光催化性能 表面修飾 摻雜 染料廢水

【摘要】：采用液相合成法制備ZnO量子點,利用XRD、HRTEM、XPS、PL等手段對其結(jié)構(gòu)和光致發(fā)光等方面進行表征,考察ZnO量子點在光催化處理染料廢水的效果,探究原料配比、不同染料廢水、煅燒溫度等因素對ZnO量子點光催化性能的影響。以聚乙二醇(PEG 2000)、甲基丙酰胺(MAC)、硫脲(THU)對ZnO量子點進行表面修飾,結(jié)合表征和光催化實驗研究表面修飾對ZnO量子點光催化性能的影響。采用Co、Cu、S、Cd四種元素對PEG修飾的ZnO量子點摻雜,結(jié)合表征和光催化實驗考察不同元素摻雜對ZnO量子點光催化性能的影響。得到的主要結(jié)論如下:(1)制備的ZnO量子點具有良好的的光催化活性。原料配比(mol(Zn(C4H6O4))/mol(LiOH)為1:5時,制備的ZnO量子點光催化性能最強。0.1g該ZnO量子點粉末40min對50mL 0.1g/L的活性黃X-R染料廢水色度的去除率達到了89.80%,COD去除率為63.32%。ZnO量子點表面活性較強,容易發(fā)生團聚現(xiàn)象,高溫煅燒處理可以減少其團聚現(xiàn)象,但不能明顯提升其光催化性能。ZnO量子點對不同染料廢水的光催化去除和吸附去除效果存在較大差異,染料分子中顯色基團數(shù)目和位置,決定了染料去除的難易程度。(2)PEG2000、MAC和THU表面修飾ZnO量子點時,并未改變ZnO量子點的晶體構(gòu)型和結(jié)構(gòu),只是對其表面缺陷進行一定程度改善,使其團聚現(xiàn)象減少。表面修飾劑添加量增大時,PEG 2000表面修飾制備的ZnO量子點的粒徑減小,MAC和THU表面修飾的ZnO量子點的粒徑都是先減小后增大。其中PEG表面修飾的ZnO量子點光催化性能提升最為顯著,最佳質(zhì)量百分比添加量為6%。0.1g該ZnO量子點粉末40min對50mL 0.1g/L的活性黃X-R染料廢水色度的去除率達到了99.21%,COD去除率為70.26%。(3)采用Co、Cu、S、Cd四種元素分別摻雜6%PEG修飾后的ZnO量子點,都使得ZnO量子點粒徑呈現(xiàn)不同程度的減小,團聚現(xiàn)象減少,但未改變ZnO量子點的六方纖鋅礦結(jié)構(gòu),也未導致ZnO量子點發(fā)生明顯的晶體膨脹和畸變。其中Cd摻雜ZnO量子點光催化性能最佳,最佳摻雜量為0.9%。0.05g該ZnO量子點粉末40min對50mL 0.1g/L的活性黃染料廢水色度的去除率為96.72%,COD去除率為63.47%。
【關(guān)鍵詞】：ZnO量子點 光催化性能 表面修飾 摻雜 染料廢水
【學位授予單位】：武漢科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O614.241;O643.36
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 緒論9-17
• 1.1 引言9
• 1.2 ZnO量子點的基本性質(zhì)9-12
• 1.2.1 表面效應(yīng)10-11
• 1.2.2 量子尺寸效應(yīng)11
• 1.2.3 小尺寸效應(yīng)11
• 1.2.4 介電限域效應(yīng)11
• 1.2.5 ZnO量子點的光致發(fā)光(PL)11-12
• 1.3 ZnO納米材料研究現(xiàn)狀12-14
• 1.4 ZnO量子點的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.5 摻雜ZnO量子點的研究現(xiàn)狀15-16
• 1.6 課題的主要研究內(nèi)容及其意義16-17
• 第二章 ZnO量子點制備及其光催化研究17-36
• 2.1 ZnO量子點的制備實驗及表征分析方法17-20
• 2.1.1 實驗材料17-18
• 2.1.2 實驗儀器與設(shè)備18
• 2.1.3 ZnO量子點的表征分析方法18-19
• 2.1.4 影響制備ZnO量子點的因素及實驗條件控制19-20
• 2.1.5 ZnO量子點的制備流程20
• 2.2 ZnO量子點及其煅燒后的表征分析20-25
• 2.2.1 X射線衍射表征分析20-21
• 2.2.2 透射電子顯微鏡表征分析21-22
• 2.2.3 X射線光電子能譜表征分析22-24
• 2.2.4 光致發(fā)光表征分析24-25
• 2.3 ZnO量子點的光催化性能研究25-34
• 2.3.1 原料配比對ZnO量子點光催化的影響26-28
• 2.3.2 不同染料廢水對ZnO量子點光催化的影響28-31
• 2.3.3 煅燒溫度對ZnO量子點光催化的影響31-33
• 2.3.4 煅燒時間對ZnO量子點光催化的影響33-34
• 2.4 本章小結(jié)34-36
• 第三章 ZnO量子點的表面修飾及光催化研究36-52
• 3.1 ZnO量子點的表面修飾36-37
• 3.1.1 實驗材料36
• 3.1.2 實驗儀器與設(shè)備36-37
• 3.1.3 表面修飾ZnO量子點的制備流程37
• 3.2 表面修飾ZnO量子點的表征分析37-43
• 3.2.1 X射線衍射表征分析37-39
• 3.2.2 透射電子顯微鏡表征分析39-40
• 3.2.3 X射線光電子能譜表征分析40-42
• 3.2.4 光致發(fā)光光譜表征分析42-43
• 3.3 表面修飾對ZnO量子點的光催化研究43-45
• 3.4 煅燒對表面修飾后ZnO量子點的光催化研究45-50
• 3.4.1 煅燒表面修飾后ZnO量子點的表征45-47
• 3.4.2 煅燒條件對PEG表面修飾ZnO量子點光催化性能的影響47-50
• 3.5 小結(jié)50-52
• 第四章 ZnO量子點的摻雜及其光催化研究52-78
• 4.1 摻雜ZnO量子點的制備52-53
• 4.1.1 實驗材料與儀器設(shè)備52
• 4.1.2 摻雜ZnO量子點的制備流程52-53
• 4.2 摻雜ZnO量子點的表征及其光催化性能53-75
• 4.2.1 Co摻雜ZnO量子點表征及其光催化性能53-59
• 4.2.2 Cu摻雜ZnO量子點表征及其光催化性能59-65
• 4.2.3 S摻雜ZnO量子點表征及其光催化性能65-69
• 4.2.4 Cd摻雜ZnO量子點表征及其光催化性能69-75
• 4.3 影響Cd摻雜表面修飾ZnO量子點光催化性能的因素75-76
• 4.4 小結(jié)76-78
• 第五章 結(jié)論與展望78-80
• 5.1 結(jié)論78-79
• 5.2 展望79-80
• 致謝80-81
• 參考文獻81-86
• 附錄一 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文86-87
• 附錄二 攻讀碩士學位期間參加的科研項目87

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王紀宏;徐長山;薛向欣;趙冰;;ZnO可見區(qū)發(fā)光機理研究進展[J];光譜學與光譜分析;2014年12期

2 檀滿林;王彥濤;張維麗;符冬菊;李冬霜;王曉偉;馬清;陳建軍;李廷凱;;基于PEG修飾的ZnO量子點光學特性研究[J];無機材料學報;2014年10期

3 王歡;張萍;楊曉玲;;ZnO量子點的制備及其與吖啶橙相互作用的研究[J];理化檢驗(化學分冊);2014年06期

4 朱志紅;王作輝;;納米氧化鋅的制備及抑菌性能的研究[J];化工技術(shù)與開發(fā);2014年06期

5 何霞;劉海瑞;董海亮;梁建;張華;許并社;;ZnO/In_2O_3納米異質(zhì)結(jié)的合成及其光催化性能的研究[J];無機材料學報;2014年03期

6 朱雷;肖揚帆;汪恂;;鑭、鈰摻雜的ZnO-TiO_2處理制藥廢水的實驗研究[J];環(huán)境工程;2014年02期

7 徐玉東;張正勇;孔繼烈;李國棟;熊煥明;;聚甲基丙烯酰胺包覆的ZnO發(fā)光量子點及其在細胞成像中的應(yīng)用[J];高等學�；瘜W學報;2013年07期

8 朱路平;宋冰冰;葉云開;邴乃慈;楊丹丹;;Co摻雜ZnO納米結(jié)構(gòu)材料的水熱制備及性能研究[J];上海第二工業(yè)大學學報;2012年01期

9 馮躍軍;龐起;何軍;梁春杰;周立亞;;ZnO納米四腳狀陣列電極染料敏化太陽能電池[J];功能材料;2012年04期

10 馬利明;李金釵;;CuO/ZnO量子點異質(zhì)結(jié)及同軸納米線異質(zhì)結(jié)構(gòu)的研制[J];武漢大學學報(理學版);2011年03期

，

本文編號：989250