简述一维zno 纳米棒光催化降解甲醛的研究

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1、简述一维ZnO纳米棒光催化降解甲醛的研究近十几年以来，国民经济生产水平不断提高，人们的生活质量日益提高，居住条件也不断改善.室内装修装饰、室内设施现代化的普及，大量能挥发出有害物质的建筑材料、装饰材料、家具、家用电器等产品进入了室内，使得室内的环境发生了巨大变化.其中挥发性有机化合物是室内空气污染物中危害最大的污染物，且有些挥发性有机化合物的释放时间长，对人体健康有着极大危害.如甲醛，对人体有很大的危害，尤其是对老年人和小孩.同时，甲醛的危害较隐性，最大的威胁性是其能破坏人体免疫系统，使人易患各种疾病，另外，其可使人体细胞染色体变异，导致癌变.老人受甲醛伤害的表现为经常患

2、呼吸系统疾病，而且由于老人体质较弱，出门较少，呆在家里的时间更长，甲醛的危害更大.　　目前，控制室内空气污染的主要方法有通风换气、膜分离净化、离子化法、生物净化、吸附净化和光催化净化.其中光催化净化作为一项绿色技术，在降解室内挥发性有机化合物方面具有巨大的潜力.光催化发展40年以来，半导体基光催化引起大家的广泛兴趣，特别是在利用太阳能转化为化学能和净化环境污染物等领域.然而，半导体还存在着量子效率低、可见光利用率低、光腐蚀严重等问题，严重阻碍了光催化技术的应用.总所周知，结构决定性质，很多研究工将颗粒状的半导体制备成零维量子点、一维纳米材料(管、线、棒等)、二维纳米材料(

3、纳米片、纳米盘等)，探究其性能是否随着形貌的改变而发现显著变化.　　然而，先前的文献报道对一维结构的半导体主要是集中在降解偶氮染料，而一维材料光催化降解甲醛鲜见报道.在此，以双氧水为溶剂，采用简单的水热法制备ZnO纳米棒，无需加入辅助物质及表面活性剂等，是一种调控半导体一维结构的绿色方法，并且此法得到形貌均一和直径分布窄ZnO纳米棒.将ZnO纳米棒用于光催化液相和气相降解甲醛.　　1实验部分　　1.1实验试剂和仪器　　商用ZnO粒子(尺寸范围:50～500nm)购买于阿拉丁有限公司，双氧水(30%H2O2)购买于国药集团化学试剂有限公司.场发射扫描电镜(NovaNanoS

4、EM230，美国FEI)，透射电子显微镜(TeaiF20，美国FEI)，粉末X射线衍射仪(UltimaIV，日本Rigaku)，UV-Vis-NIR光谱仪(VarianCary500，美国VarianCo.)，全自动比表面积与孔隙度分析仪(GeminiVII2390，美国micromeritics).　　1.2ZnO纳米棒的制备　　以双氧水为溶剂，ZnO粒子通过一步水热法制得ZnO纳米棒，其制备方法和先前报道的方法类似.将0.1gZnO粉末超声分散在20mL双氧水中，接着将反应液转移到50mL聚四氟内衬的反应釜中，在180℃的烘箱中水热24h(注意:要严控双氧水的用量，否

5、则易爆炸).反应结束后，冷却至室温，用去离子水洗涤固体至中性，将所得固体置于60℃烘箱中烘干，得到ZnO纳米棒.　　1.3光催化液相降解甲醛实验　　光催化反应发生在石英管中，石英管周围以4根6)和透射电镜(TEM)图.从图中可以看出，以0.1gZnO粒子/20mLH2O2为条件，水热处理得到ZnO纳米棒，其棒的直径在20～30nm之间，而棒的长度可以达到几微米.即得到的ZnO纳米棒的结构均一，分布均匀.因此，形貌均一的、直径分布窄的一维ZnO纳米棒在无表面活性剂辅助条件下被成功的制得.　　从ZnO纳米棒的X射线衍射(XRD)图中可见，ZnO纳米棒可以归属于ZnO的六方晶系

6、的纤维锌矿.X射线衍射图谱2#值为31.8°，34.4°，36.2°，47.5°，56.6°，62.9°，66.4°，67.9°，69.1°和76.9°依次对应纤维锌矿ZnO的(100)，(002)，(101)，(102)，(110)，(103)，(200)，(112)，(201)和(202)各个晶面.形貌发生了改变，从颗粒状变成了纳米棒，但ZnO的晶型未发生改变.　　ZnO纳米棒的紫外-可见漫反射(UV-visDRS)光谱，样品在紫外区有很大的吸收，而在可见区(>400nm)基本上无吸

7、收，这和ZnO的固有光学性质是一样的，说明形貌的改变并未改变ZnO的禁带宽度和带隙.在此，我们以紫外光(365nm)作为激发波长，研究ZnO纳米棒的光催化降解甲醛的性能.因此，在365nm的紫外光照射下，ZnO纳米棒是会发激发产生电子-空穴对，进而降解甲醛.样品ZnO纳米棒的N2吸附-脱附等温线，插图孔径分布可知其属于介孔结构.ZnO纳米棒的BET比表面积大约为17m2/g，ZnO纳米棒的平均孔径和孔体积分别为3nm和0.09cm3/g.一般ZnO颗粒是无孔结构的，当制备成ZnO纳米棒时，得到介孔结构，此时此表面积必定比前驱物