ZnO基复合材料的制备、发光及光催化性能研究.pdf

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3、化学．Ｖ：．：；讓齡，除学位类型：学术麵＊壤讓鴻ｉ＊麵賴讀誦年６月学校代码：10203研究生学号：1215427分类号：O61密级：无硕士学位论文ZnO基复合材料的制备、发光及光催化性能研究PreparationandPhotoluminescence,PhotocatalyticActivitiesofZnO-basedCompositeMaterials作者姓名：王立晶指导教师：翟宏菊学科专业：无机化学学位类型：学术型硕士2015年6月吉林师范大学硕士学位论文摘要近年来，随着环境保护意识逐渐深入人心，

4、寻找最佳治理工业三废的方法迫在眉睫，光催化法是近年来发展起来的治理工业污水的有效方法，其中ZnO半导体材料就是一种理想的降解工业废水的光催化剂，但由于其量子产率低，光谱响应范围窄等关键问题没有解决严重地限制了其应用与发展。本论文将小尺寸的金属银、钯和金纳米颗粒与半导体ZnO复合形成Ag-ZnO、Pd-ZnO与Au-ZnO复合材料，利用贵金属纳米颗粒作为电子传递介质，同时发挥ZnO半导体的稳定性能、小尺寸效应、紫外光响应等优点，从而提高ZnO的催化性能。通过改变反应条件制备出一系列高稳定性、高催化活性的ZnO基复合材料，实

5、现其催化太阳光降解工业废水中的有机污染物；研究贵金属的掺杂量、分散度以及反应温度等因素对样品发光性质和光催化性能的影响，制备出活性最强的催化剂；探索催化机理，为设计此类催化剂奠定理论及实验基础。取得的主要研究成果如下：1.通过溶剂热法制备出ZnO纳米粒子，XRD、TEM、SEM、UV-vis等表征结果显示样品具有良好的纯度和结晶度，在波长为380nm和550nm附近出现两处明显的光质发光峰(PL)，且在太阳光下对染料罗丹明B(RhB)有催化降解作用。2.通过溶剂热法制备出Ag-ZnO核壳结构，制得的Ag-ZnO具有很好的

6、结晶度和分散度，与纯氧化锌相比，复合材料的PL发光峰有所下降，对染料RhB的催化降解能力增强。3.通过溶剂热法制备出Pd-ZnO微纳米复合材料，得到的样品为六方状孔隙结构，Pd纳米粒子均匀的分散在氧化锌表面及孔隙内。样品纯度较高，结晶性能良好，发光性能和催化性能都有一定改变。4.通过水热法制备出蜂窝状与多孔柱状Au-ZnO异质结构，它们均具有良好的纯度和结晶性能，两种样品的PL吸收峰都比ZnO降低，对RhB的催化活性大大提高，由于蜂窝状样品的金含量和表面积较高，所以具有最高的催化活性。5.分别对三种复合材料的光催化机理进

7、行了探究，给出了可能的机理示意图。关键词：光催化；半导体；Ag-ZnO；Pd-ZnO；Au-ZnO；复合结构II吉林师范大学硕士学位论文AbstractInrecentyears,thedevelopmentofindustryhascausedincreasinglyseriousproblemofenvironmentalpollution,especiallyindustrialwastewaterpollution,whichhasseriouslyaffectedpeople’shealthandlifequa

8、lity,ZnOsemiconductormaterialisanidealcatalystforphotodegradationofindustrialwastewater,butthelowquantumyield,narrowspectralresponserangeseverelylimitsitsappli