ZnO光催化降解甲基橙的研究

纳米ZnO是一种新型的无机功能材料,性能优异,应用十分广泛。本文以甲基橙为研究对象,太阳光为光源,研究了催化剂用量、甲基橙初始浓度、光照时间及pH值对甲基橙降解率的影响。     

纳米ZnO的制备及其对甲基红的光催化降解

本文以Zn(NO3)、NaOH为原料,液相合成ZnO纳米粒子.研究ZnO纳米粒子对甲基红的光催化降解.讨论了ZnO纳米粒子用量,以及光照时间对甲基红降解率的影响.结果表明,在ZnO纳米粒子用量为0.001g,光照时间为30min时,甲基红脱色率可达58.1%     

纳米ZnO的制备及其光催化活性研究

采用直接沉淀法、微乳法及乙醇锌合成法制备了不同晶粒尺寸的ZnO纳米粒子,用XRD和TEM技术对样品进行表征.取粒径最小的纳米ZnO作光催化剂,以太阳光为光源,并以光催化降解罗丹明-B为模型反应,探讨用纳米ZnO光催化降解有机污染物的途径.     

超声协同纳米ZnO光催化降解亚甲基蓝研究

制备了光催化剂纳米ZnO,并对催化剂进行表征,探讨了超声协同纳米ZnO光催化氧化降解亚甲基蓝的影响因素.结果表明:与单一超声法(US)、单一光催化氧化法(UV+ZnO+O2)相比,超声协同光催化氧化法(US+UV+ZnO+O2)对亚甲基蓝的降解效果显著;在超声功率为200 W、催化剂用量为2.0g/L、亚甲基蓝溶液的初始浓度为10mg/L、光照时间100min时,亚甲基蓝溶液的降解率可达92%以上.     

溶剂热法制备ZnS粉体及其光催化性能研究

以醋酸锌和硫脲为反应物,采用溶剂热法一步制备了ZnS粉体,采用XRD、SEM等测试了样品的结构和微观形貌,并以甲基橙为模拟污染物,在紫外光照射下测试了产物的光催化性能。结果表明:随着硫脲配比的逐渐增加,产物的结晶度也逐渐提高;当反应温度为190℃,醋酸锌和硫脲的摩尔比为1∶1时,所得ZnS样品对甲基橙溶液的光催化降解效率比较高。     

纳米TiO2光催化降解甲基橙的研究

用XRD表征了TiO2的晶体形态,并用紫外可见光广度计研究了其对紫外光的吸收.通过研究TiO2的添加量和甲基橙的初始浓度对甲基橙的降解速率的影响,得出最佳实验条件为TiO2的添加量2.5g/L,甲基橙的初始浓度12.25mg/L.用光还原法在TiO2上沉积Ag后,催化剂的光催化活性大大提高.     

纳米ZnO光催化降解有毒有机污染物

分别以硝酸锌,醋酸锌,氯化锌和硫酸锌为锌源采用水热法制备了纳米ZnO,通过X射线衍射仪（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对ZnO进行了表征,结果表明：四类锌源制备的ZnO均为六方晶系的纤锌矿结构,尺寸在23.9～62.6 nm.在紫外光照射下以罗丹明B（Rhodamine B,RhB）和2,4-二氯苯酚（2,4-Dichlorophenol,2,4-DCP）的光催化降解为探针反应,研究了介质pH条件和催化剂用量等对光催化反应的影响,表明pH=6.2和催化剂用量为0.4 g.L-1条件下以硝酸锌为锌源制备的ZnO活性最好,60 min内RhB褪色完全,120 min内2,4-DCP降解率达到97%.通过总有机碳（TOC）的测定,发现6 h内RhB矿化率达到95.2%.采用辣根过氧化物酶（POD）法和苯甲酸荧光光度法分别测定了体系中H2O2和羟基自由基（.OH）的变化,表明其光催化反应机理涉及.OH历程.     

溶剂热法制ZnO纳米棒及其气敏性能

以乙酰丙酮锌为原料,采用溶剂热法首次合成了棒状ZnO纳米粉体,并对该材料在不同工作温度下的气敏性能进行了研究。通过XRD、SEM和TEM等测试手段,表征其物相与结构。该粉体为六方晶系的ZnO纳米棒,直径约为30 nm,长度约为100 nm,结晶良好。通过静态配气法发现:采用N型氧化锌纳米棒所制得的元件在270℃下,对体积分数为5×10-4的乙醇有较好的气敏性能,灵敏度为75,响应时间及恢复时间分别为30、60 s,说明制备的ZnO纳米棒是具有潜力的探测乙醇气体的气敏传感器材料。     

沉淀剂对纳米ZnO的制备及光催化脱色甲基橙性能的影响

利用3种不同沉淀剂制备了纳米ZnO,采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见漫反射(DR UV-Vis)、红外(IR)等对粉体进行了表征;并以ZnO作为光催化剂研究其光催化脱色甲基橙的性能。实验结果表明:在其它条件相同的情况下,采用3种沉淀剂所制备的ZnO均为六方晶型,且在采用混合碱为沉淀剂、煅烧温度为500℃的条件下,制备纳米ZnO粉末的平均粒径80.4nm;不同沉淀剂对ZnO制备及其光催化脱色甲基橙的性能有重要的影响,混合碱为沉淀剂制备的纳米ZnO具有良好的光催化脱色性能。     

H2O2增效Ag+掺杂ZnO纳米晶光催化体系降解亚甲基蓝

以水合碳酸锌为前驱体,利用激光复合加热蒸发技术,制得粒径分布均匀,平均粒径在30 nm左右的Ag 掺杂ZnO纳米晶半导体光催化剂.利用UV-Vis,TEM,AFM和XRD等进行了表征.对光催化体系降解亚甲基蓝(MB)的研究表明:悬浮Ag 掺杂ZnO纳米晶的悬浮水相体系中,Ag 的掺杂能有效地改善ZnO对亚甲基蓝的光催化降解性能.此外,H2O2能有效增强Ag 掺杂ZnO纳米晶对MB的降解效率,H2O2浓度为0.05 mol/L时可以使Ag 掺杂ZnO纳米晶的光催化效率提高近1倍.降解产物光谱分析表明:H2O2的存在优先使MB的苯环开环降解,并使其降解更彻底.     

ZnO纳米棒阵列的可控制备、改性及其光催化性能研究

通过一步电沉积法在不锈钢网基底上制备ZnO纳米棒阵列,然后采用水热法在ZnO纳米棒上包覆C,制得C/ZnO纳米复合结构。借助SEM、XRD、TEM、UV-Vis等对相关样品的形貌、结构、物相组成及光催化性能进行表征。结果表明,在沉积电压为-1.0 V的条件下所制备的ZnO纳米棒阵列具有长度适中、分布均匀及垂直取向的结构特点,纳米棒平均直径和长度分别为150 nm和1.35μm,在紫外光照射下其对亚甲基蓝的降解效率可达95.1%,催化稳定性良好;制得的C/ZnO纳米复合结构在可见光照射下对亚甲基蓝的降解效率相比ZnO纳米棒阵列有明显提升,并具有较高的催化稳定性。     

ZnTe/ZnO类球状复合材料的制备及其光催化性能

以亚碲酸钠,氧化锌为前驱体,采用溶剂热法合成了ZnTe/ZnO类球状复合材料,通过控制合成ZnTe颗粒的量来研究复合样的光催化性能.XRD确定合成样品为ZnTe/ZnO复合材料,SEM表征样品形貌为类球状复合物,UV-Vis测试样品光学特性,PL和EIS测试解释复合样光催化增强的原因,实验结果验证了在紫外光照射下光催化性能复合样优于纯相,而且以ZnO和Na_2TeO_3物质的量比为1∶0.4时合成的ZnTe/ZnO类球状复合样表现出最佳光催化活性,40min降解亚甲基蓝达到91%.     

棒状纳米氧化锌的控制制备及其对苯酚的降解

通过水热方法控制制备了棒状纳米氧化锌光催化剂,采用X射线衍射（XRD）、电子透射电镜(TEM)、BET比表面积测试、激光粒度分布等测试手段对产物结构和形貌进行了表征。以苯酚废水为目标降解物,研究并比较棒状纳米氧化锌光催化剂对苯酚的光降解性能。结果表明,通过调控制备条件,可以得到一系列不同尺寸、不同长径比的棒状纳米氧化锌光催化剂,该工艺简单,易于放大,其光催化活性随比表面积变大而提高。光催化反应120 min 时,棒状纳米氧化锌光催化剂对苯酚的降解率均可达到80%以上,优于目前应用最广泛的光催化剂Degussa P25。     

Self-assembly of ZnO nano-particles and preparation of bulk ZnO porous nanosolids

Novel bulk ZnO porous nanosolids were prepared by a unique solvothermal hot-press method, using ZnO nanoparticles and several kinds of solvents as the starting materials. It was found from the experiments that ZnO nanoparticles underwent a “self-assembly process” under some specific hydrothermal hot-press conditions. As a result,some “nanoflowers” formed. The results showed that porous nanosolids with uniform pore diameters could be obtained when water distributed uniformly among the ZuO uauoparticles. On the contrary, if the uniformity of the distribution of water was poor, ““nanoflowers““ would appear in the water-rich region. It was also found that the photoluminescence of ZnO porous nanosolids was affected by the self-assembly phenomenon. In addition, the results also showed that, both the volume and diameters of the pores could be adjusted by changing either the hot-press temperature, pressure or the kinds of solvents.     

丙酮光敏强化MoO3催化降解甲基橙的研究

以MoO3为光催化剂,丙酮为光敏剂,研究了甲基橙模拟废水的光催化降解反应,并进行了动力学初步研究.结果表明:MoO3对甲基橙模拟废水的光催化降解具有良好的催化活性,其光催化反应速率常数k=10.31 mg.L-1.m in-1.加入丙酮后,丙酮的光诱导作用强化了MoO3的光催化氧化过程,使甲基橙的降解速度加快.动力学研究表明,甲基橙模拟废水的降解速率r与时间t的关系:r=2.33-0.14t-0.024t2 0.002 6t3-9×10-5t4 1×10-6t5-6×10-9t6.     

锐钛矿 TiO2纳米片的可控合成和光催化机制

采用溶剂热法合成了锐钛矿T iO2纳米结构,研究乙醇、乙二醇和丙三醇对 T iO2形貌和光催化性能的影响。采用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM ）、拉曼光谱（Raman）、紫外可见近红外分光光度计（UV‐Vis）等对此TiO2样品进行表征。结果表明：随着黏度的增加,TiO2的形貌由纳米片到纳米棒最后形成纳米颗粒;在乙醇溶液中合成的T iO2纳米片表现出优异的光催化性能,这是由于U V光具有粒子性,光的多次反弹使得样品具有高的紫外吸收所致。     

管状氧化锌的碱溶法合成及光催化降解亚甲基蓝的性能

采用一种新颖、简单、环保的方法,在高浓度NaOH溶液中,n(Zn):n(NaOH)=1:30,于92℃下对已合成的棒状ZnO原料进行碱溶反应,获得了管状结构的ZnO．探讨其形成机理,发现材料的不同晶面性质不同,在碱中的溶解情况不同,导致管状结构形成,该法适用于具有类似性质的管状材料的合成．形成管状ZnO后材料的长径比缩小,均匀性增加,荧光发射增强,同时在可见区（400～800nm）出现一定程度的吸收,这些现象说明形成管状结构后ZnO的比表面增加,表面性质发生一定程度的变化,表面及内部的缺陷性质和数目都有所改变．该管状ZnO材料用于光催化降解亚甲基蓝(MB),其降解效率明显增强,经1h光照,MB的降解率由83.1%（棒状ZnO）增加到93.9%（管状ZnO）．     

纳米复合材料Ag/ZnO的制备及紫外光催化降解染料

采用溶胶-凝胶-程序升温溶剂热一步法制备了纳米复合材料Ag/ZnO,通过X射线衍射(XRD)以及扫描电子显微镜配合X-射线能量色散谱仪(SEM-EDS)等测试手段对其结构、形貌等进行了表征.结果表明,复合材料中Ag成功地掺杂在ZnO上,且合成产物Ag/ZnO具有六方晶系纤锌矿结构.为考察上述复合材料的光催化活性,在紫外光照射下,对酸性品红、罗丹明B、孔雀石绿、亚甲基蓝等染料进行了光催化实验研究,结果表明,该复合材料具有较好的可见光催化活性.     

Ag~+/ZnO纳米晶光催化降解苯酚溶液的研究

利用AFM ,XRD ,UV Vis等手段对Ag+ /ZnO掺杂体系的形貌、平均粒径、吸收光谱进行表征 .研究了苯酚的初始浓度对光催化的影响 .探讨了在紫外光和太阳光下对 4 0mg/L苯酚溶液的光催化降解性能 ,结果表明掺杂后能有效利用太阳能进行光催化降解 ,当Ag+ 掺杂摩尔含量为 2 .0 0 %时 ,反应常数Ksunlight/KUV=1 .78,与掺杂前相比Ksunlight和KUV分别提高 1 5倍和 1 1 .4倍