本文關(guān)鍵詞：Au@ZnO核殼納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)建及光催化性能研究　出處：《安徽理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：本論文通過構(gòu)建具有優(yōu)異性能的貴金屬@半導(dǎo)體核殼納米結(jié)構(gòu),制備了Au@ZnO核殼納米結(jié)構(gòu)光催化劑,結(jié)合Au納米粒子的表面等離子體共振效應(yīng)能夠吸收可見光的特性,對(duì)半導(dǎo)體氧化鋅進(jìn)行改性,研究復(fù)合催化劑的光響應(yīng)性和光催化性能。通過在Au@ZnO上負(fù)載不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Pd納米粒子,有效提高光生載流子在界面間的傳輸性能,抑制光生電荷的再復(fù)合,制備出高效Au@ZnO/Pd納米復(fù)合光催化劑。具體內(nèi)容如下:1.首先通過種子法制備出單分散的直徑為55 nm的Au納米球,再使用抗壞血酸誘導(dǎo)沉積的方法在Au納米球上包覆一層氧化鋅,制備出Au@ZnO核殼納米球狀光催化劑。由于Au納米球的表面等離子體共振效應(yīng),光催化劑在550 nm表現(xiàn)出很強(qiáng)的可見光吸收特征。模擬太陽光下光催化降解有機(jī)染料羅丹明B的實(shí)驗(yàn)表明Au@ZnO核殼納米球表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化活性。此外,為了進(jìn)一步驗(yàn)證表面等離子體共振效應(yīng)增強(qiáng)光催化活性的機(jī)理,選用三種不同波長(365 nm、520 nm、660 nm)的LED光進(jìn)行了光催化測試,結(jié)果表明Au@ZnO在三種不同波長LED光照下均有光催化效果。這些結(jié)果綜合表明Au@ZnO核殼納米球的光催化性能來自于ZnO半導(dǎo)體光激發(fā)和Au納米球的表面等離子體共振所產(chǎn)生的熱電子共同作用的結(jié)果,復(fù)合結(jié)構(gòu)的構(gòu)建大大拓展了光催化劑的光吸收范圍、同時(shí)促進(jìn)了光生電子和空穴的分離。此外,Au@ZnO核殼納米球作為光電極材料在可見光照射下呈現(xiàn)比純ZnO納米粒子更高的光電流密度,其電化學(xué)阻抗譜尼奎斯特圖也揭示Au@ZnO核殼納米結(jié)構(gòu)具有更高的電荷遷移率,也進(jìn)一步驗(yàn)證了所提出的光響應(yīng)機(jī)理。2、通過簡單的光沉積的方法,在Au@ZnO催化劑上負(fù)載Pd納米粒子,成功制備出不同Pd含量的Au@ZnO/Pd納米復(fù)合光催化劑。通過SEM、XRD、TEM、STEM等一系列測試手段證明Au@ZnO/Pd納米復(fù)合光催化劑的形貌結(jié)構(gòu)為以Au納米球作為核,半導(dǎo)體氧化鋅作為殼,表面負(fù)載有均勻分布的Pd納米粒子。光催化劑的光催化性能通過模擬太陽光催化降解亞甲基藍(lán)染料和苯酚溶液來驗(yàn)證。結(jié)果表明,Au@ZnO/Pd納米復(fù)合光催化劑在降解亞甲基藍(lán)染料和苯酚溶液時(shí),表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化性能,其中當(dāng)負(fù)載量為2 wt%時(shí)達(dá)到最高。所制備催化劑的光致發(fā)光光譜和熒光壽命分析得出,Au@ZnO/Pd復(fù)合光催化劑具有更加優(yōu)異的電荷傳輸和分離效率,這歸因于Au納米球的表面等離子共振效應(yīng),大大的提高催化劑對(duì)光的吸收,擴(kuò)大氧化鋅的光響應(yīng)范圍;Pd納米粒子能夠作為電子陷阱吸收電子,促進(jìn)光生電荷的分離。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O643.36;TB383.1

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

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本文編號(hào)：1310176