探索纳米zno的制备及其光催化性能研究

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1、分类号UDC193113上学位论文纳米ZnO的制备及其光催化性能研究作者姓名：李莉指导教师：田彦文教授东北大学材料与冶金学院申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：化学工艺论文提交日期：2008年乡月弓D日论文答辩日期：2008年7月4日学位授予日期：答辩委员会主席：狂番春评阅人：耄夺平锄卢泛东北大学2008年7月．，。：己j．：巳ij上、7‘●独创性2声明本人声明所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。我的研究成果凝聚了全组同志的心血和导师的尽心

2、指导，在这里致以诚挚的感谢。学位论文作者签名：绣翻日期：学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：另外，如作者和导师不同意网上交流，请在下方签名；否则视为罔：白：lI口J恩。半年口一年口一年半口两年口学位论文作者签名：签字日期：导师签名：签字日期：一。i东北大学硕士学位论文摘要纳米Zn0的制备及其光催化性能研究摘要纳米材料是20世

3、纪80年代中期发展起来的一种具有全新结构的材料，由于具有的独特的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等，使得它们在磁性材料、电子材料、光学材料、高致密度材料的烧结、催化、传感、陶瓷增韧等方面具有广阔的应用前景。进行纳米znO低成本制备及其性能应用研究，具有重要的理论和实际意义。本文对纳米znO的制备进行了研究，系统地考察了各种因素对ZnO结构、形貌和性能的影响，着重对其光催化性能进行研究，得出以下结果：(1)以醋酸锌和氢氧化钠为原料，采用低温一步法进行了纳米ZnO粉体制备的研究，考察了反应温度、反应物zn2+离子浓度、反应物Czn2+／coH’浓度比、搅拌速度、洗

4、涤干燥工艺等因素对ZnO结构、形貌和性能的影响，确定了制备纳米ZnO的较优条件为：反应温度为100℃；zn2+与OH．浓度比为1：2；搅拌速度550r．min～；洗涤干燥工艺为水洗水干燥；此工艺条件下，制备出了粒径较小、粒度均匀、对罗丹明B光催化降解效果好的纳米ZIlo粉体。(2)进行了悬浮体系中znO光催化降解罗丹明B的研究，考察了不同条件制备的ZnO、ZnO投加量、溶液初始浓度、溶液pH值、光源等因素对光催化降解效果的影响，研究结果表明，最佳ZnO投加量为0．2g·L～，溶液初始浓度为3mg·L～；不同光源条件下对罗丹明B的降解率的顺序为太阳光>紫外光>阴天；在太阳光照下，p

5、H值为10．O时降解效果最好，此时对初始浓度为3mg·L。1的罗丹明B的降解率，光照120min降解率基本达到100％；回收所得的ZnO进行光催化降解，仍具有较高的光催化性能，所制得的ZnO适用于染料废水处理。(3)制备了负载zn0光催化织物，以太阳光为光源，研究了负载znO织物的光催化特性。考察了负载ZnO织物加入量、溶液pH值、洗涤次数等因素对降解率的影响，结果表明负载ZnO织物具有较高的光催化降解能力，且碱性环境中降解效果更佳，当．II．东北大学硕士学位论文摘要照射时间360min时，降解率达95．2％；该功能织物可以反复回收利用且性能持久。(4)以太阳光为光源完全能激活本

6、文制备的悬浮态以及负载型ZnO光催化剂织物的活性，所制备的纳米ZnO可以很好地利用价廉易得的太阳光进行光催化降解废水，大大降低了光催化降解反应所需的成本，适合工业化大规模应用，如此对节能、环保、产业化生产都具有很大的现实意义。关键词：低温一步法；ZnO；光催化；罗丹明B；负载．III—▲StudyonSynthesisandphotocatalyticPerI．0rmanceofZnOAbstractNanomaterialwllichdeVelopedn‘om廿lemiddleof1980shaS如1lnewStructures．Theypresema晰de印plication

7、fore铲ollrldiIlthem孵leticmaterial，tlleelectrollicmaterial，t11eopticalmaterial，a991utinationofrefinedcharacterdensit)，aSpects，catalysis，sensing，cer锄icplasticizingandsoonduetomeiru11iquesmall-s协e毹ct，s耐犯ee虢ct，q1玢I】tllm．sizee虢ctandmacroscopicquaIl