Ag掺杂ZnO薄膜光催化降解苯酚的试验研究

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1、第37卷第4期人工晶体学报v01．37No．4型!篁!旦一：：：一一：：!呈坚垦些些竺量塑堡堡坠垒堡些堑：：：一：：：：=一=墅墼坠!窒堕：：Ag掺杂Zno薄膜光催化降解苯酚的试验研究王英连1，叶君耀2，吴汉水1，胡跃辉1(1．景德镇陶瓷学院机机械与电子工程学院，景德镇33300l；2．景德镇陶瓷学院信息工程学院，景德镇333001)摘要：本文采用溶胶-凝胶法在石英玻璃基底上制备出性能优良的Ag掺杂的纳米zn0薄膜，并通过xRD、AFM和uV-Vis吸收光谱对薄膜的结构及光吸收特性进行表征。以苯酚为被降解物，进一步研究了不

2、同掺杂浓度对其光催化性能的影响。结果表明，zn0：Ag摩尔比为30：1的样品催化效果最佳。关键词：Ag掺杂zn0薄膜；溶胶一凝胶；光催化；苯酚中图分类号：0484文献标识码：A文章编号：1000_985x(2008)04—1033J04StudyonPhotocatalyticDegradationofPhenolbyAg-dopedZnoThinFilH塔黝ⅣGMng．玩儿1，，匹儿，1．弘D2，形U日on．s^城1，日Un肥．^“i1，(1．D印art皿屺呲0fMech舭ical龇dElec缸硼icEngirl∞rin

3、g，JingdezIlenC朗那击cIn硝tule，Jin咖zll蚰333001，Chi册；2．Depal恤ent0fI血棚_ati∞‰IIIlolo口，Jingdezll朋Ce脚nichI出tIIte，Jin8de吐他n33300l，Chi腿)(船撕t脚8Dct加2007，∞删2却耐2008)Abstract：Hi曲lyphotoactiveAg-dopedznO崎nfilmsonquartzsubstrateswerepreparedbyS0l—gelprocess．Structuralfeatures，su如cemo

4、呐olo舒蛐dUVabsorptionspectmmwerestudiedbyxRD，AFMandUV—Visscanningspectrophotometer．nephotocatalyticdegradationpe而咖anceofphenolw嬲invest培ated．Itw鹊demonstl．atedtllatthee伍cientde铲adationofphenolw鹤f扎ndwhenthemolarratioofZnO：Agw鹪30：1．Keywords：Ag-dopedznOthinfilms；Sol—gel；

5、photoca谢ysis；phenol1引言纳米znO光催化材料是目前被广泛研究的新型环保材料，因其无毒、成本低等优点，被广泛应用于光催化L1制，这对解决日益严重的有机染料污染提供了有效的处理方法。但因光催化反应是发生在催化剂表面上的反应，反应产物如水、二氧化碳、有机酸等可能易于吸附在催化剂表面而不易脱附，这必定会影响催化剂表面电荷与载流子的迁移以及对反应物的继续吸附，从而影响后续光催化反应，降低催化剂的活性，缩短催化剂的寿命。而金属离子的掺杂可改变其光催化性能”j。本文用溶胶一凝胶方法制备了Ag掺杂的纳米氧化锌薄膜，并对

6、其光吸收和光催化性能进行了研究。2样品的制备准确称取一定量的二水合醋酸锌(zn(OAC)：·2H：O，AR)溶于足量的乙醇(cH3cH20H，AR)中，加入与醋酸锌等摩尔的二乙醇胺(AR)，然后在60℃水浴中充分搅拌，再加入一定量的AgNO，(AR)，本实验选定收稿日期：200r7．10．08；修订日期：2008．04-0

7、2作者简介：王英连(1980·)，女，山东省人，硕士，讲师。E-ⅢIil：时叫@126．伽人工晶体学报第37卷Zn(OAC)：·2H：O与AgNO，的摩尔比分别为10：1，30：1，50：l，继续反应数

8、小时后即得到性能稳定、无色透明的溶胶。浸渍提拉法法制备薄膜，直至达到所需厚度。最后置于马弗炉中退火1h，退火温度为300℃，然后自然冷却至室温，得到均匀一致、附着力良好的ZnO：Ag薄膜。、·3样品的表征3．1XRD图如图1所示，ZnO：Ag样品的XRD衍射图中都有对应ZnO典型的(002)、(100)和(101)晶面族的衍射峰，为六方晶系纤锌矿结构，除此之外，还有Ag的(111)和(200)两个晶面族的衍射峰，这是因为Ag粒子发生团聚，形成晶粒。通过Scherrer公式计算纳米Ag(111)一-／ⅧAg(2∞)辜堇量憎．

9、以一椭h，^一M。2／ttdeg,粒子的平均晶粒尺寸，结果表明，ZnO粒子的晶粒尺寸基本上均为12nm(300℃)，而Ag的晶粒尺寸达17图1zno：Ag样品的xRD图谱Fig．1XRDpatternsofZnO：Agthinfilmnm。3．2AFM图谱图2为ZnO：Ag薄膜的表面形貌。图中亮点处显示