zno_zns纳米棒的制备及其光催化性能的研究

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1、ZnO_ZnS纳米棒的制备及其光催化性能的研究ZnO/ZnS纳米棒的制备及其光催化性能的研究王少锋，席珍强，张存磊，汪琼**5101520253035（浙江理工大学材料与纺织学院,杭州,310018）摘要：本文运用水热法制备出了粒径均匀的ZnO/ZnS纳米棒，并对其光催化性能进行了研究。通过扫描电子显微镜（SEM），X射线衍射XRD,透射电子显微镜TEM,紫外可见光吸收光谱对ZnO/ZnS进行了形貌及物相表征,并探讨了硫化钠浓度对ZnO/ZnS光催化性能的影响。最终结果表明硫化钠浓度为0.2M时，ZnO/ZnS相比于ZnO光催化性能提高了50%。关键词：无机化学；氧化锌；硫化锌；水热法

2、；纳米棒；光催化中图分类号：O611PreparationandPhotocatalyticActivityofZnO/ZnSnanorodWangShaofeng,XiZhenqiang,ZhangCunlei,WangQiongZhejiangSci-TechUniversity,FacultyofMaterialsandTextiles,Hangzhou310018Abstract:TheZnO/ZnSnanorodhasbeenmadebyhydrothermalmethod,anditsphotocatalyticactivitystudied.SEM,XRD,TEM,UV-VI

3、SwereuesdtocharacterizethemorphologyandphaseofZnO/ZnS.ThispaperresearchestheeffectofsodiumsulphideconcentrationonphotocatalyticactivityofZnO/ZnS.Theresultshowswhensodiumsulphideconcentrationis0.2M,ZnO/ZnShasa50%increaseofphotocatalysiscompareingwithZnO's.Keywords:Inorganicchemistry;ZnO;ZnS;hydroth

4、ermalmethod;nanorod;photocatalysis0引言ZnO作为一种宽带隙，高激发能的n-型半导体氧化物具有许多优良的性质。纳米氧化锌由于粒径小、比表面积大而具有小尺寸效应、表面和界面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧道效应实验[1,6]，可以应用于变阻器[2]，传感器[3,8]，太阳能电池[9,10],光催化[7]等许多领域。氧化锌作为光催化剂仍旧有很多问题有的解决亟待解决，如氧化锌的分离、回收再利用和改善氧化锌的活性等仍然是氧化锌光催化剂实用化所面临的挑战。最近报道在氧化锌纳米棒上包裹一层硫化锌可以显著提高其光催化性能和稳定性[4]。本文采用水热法制备ZnO/ZnS纳米

5、棒，水热法制备的纳米颗粒具有纯度高、分散性好、均匀、分布窄、无团聚、晶型好、形状可控和利于环境净化等有点[5,11]。1实验部分1.1仪器与试剂Oxford公司INCAEnergy200型能谱仪（分辨率为MnKa峰的半高宽优于133eV，工作电压为10KV）；ThermoARL公司ARL-XTRAX射线衍射分析仪（铜靶，λ0.15405nm，管电压40kV,作者简介：王少锋（1989-），男，在读硕士，主要研究方向：半导体材料与器件通信联系人：席珍强1975-，男，博士、副教授，主要研究方向：半导体材料中杂质和缺陷性质的研究以及太阳能电池的制备.E-mail:zjuxzq@y-1-电流40

6、mA，扫描范围10~80°，扫描速度3°/min）；4045JEOL，JSM-5610LV型扫描电镜；JEM-2100透射电镜；日本岛津UV-3150紫外-可见光分光光谱仪。醋酸锌：分析纯，天津市永大化学试剂有限公司；乙二醇：分析纯，天津市永大化学试剂开发中心；二乙醇甲醚：分析纯，天津市永大化学试剂开发中心；硝酸锌：分析纯，杭州萧山化学试剂厂；六次甲基四胺：分析纯，天津市永大化学试剂厂；硫化钠：分析纯，浙江中星化工试剂有限公司。1.2ZnO/ZnS纳米棒的实验制备ZnO籽晶层的制备采用溶胶凝胶法制备ZnO籽晶层：以醋酸锌为前驱物，乙二醇为稳定剂，二乙醇甲醚为溶剂。首先将3.84g醋酸

7、锌溶解在50ml的二乙醇甲醚溶液中，快速滴加1ml的乙二醇，50在60℃恒温搅拌2h，使醋酸锌完全溶解，形成无色透明溶胶，室温静置陈化2天。利用匀胶机在3000转/min把上述溶胶涂覆在玻璃片上，保持30s，在80干燥10min。重复涂覆4次，最后在600退火一个小时。ZnO纳米棒的制备配置相同浓度的硝酸锌和六次甲基四胺溶液，摩尔溶度都为0.04mol/L。取等体积的六55次甲基四胺溶液和硝酸锌溶液在高压釜聚四氟乙