燃料对溶液燃烧合成ZnO纳米棒微观形貌和光催化性能的影响-论文.pdf

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1、第28卷第8期无机材料学报Vb1．28NO．82013年8月JournalofInorganicMaterialsAug．，2013文章编号：1000—324X(2013)08—0880—05DoI：10．3724／SP．J．1077．2013．12634燃料对溶液燃烧合成ZnO纳米棒微观形貌和光催化性能的影响李家科，刘欣(1．景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院，景德镇333001；2．江西省先进陶瓷材料重点实验室，景德镇333001)摘要：以蔗糖、柠檬酸、乙二醇和尿素为燃料，Zn(NO3)2为氧化剂／锌源，采用溶液燃烧法合成ZnO纳米棒。借助XRD、SEM、

2、比表面分析和光谱吸收等测试方法，考察了不同燃料对粉体的物相组成、微观形貌、比表面积和光催化性能的影响。结果表明：在点燃温度500~C下，各燃料配制的前驱体溶液均可发生燃烧反应合成六方相ZnO纳米棒，其平均径向尺寸小于100nm，且以尿素为燃料合成的ZnO晶形更完整，以蔗糖为燃料合成的ZnO粉体具有最大的比表面积(24．83m／g)。光催化实验表明，以蔗糖为燃料合成的ZnO粉体光催化能力最佳，在高压汞灯照射60min条件下，其对甲基橙溶液(10mg／L)的降解率可达98．2％，且光催化反应符合一级动力学方程。关键词：溶液燃烧法；燃料；ZnO；微观形貌；光催化性

3、能图书分类号：0614文献标示码：AEffectsofFuelonMorphologyandPhotocatalyticPerformanceofZnONanorodsSynthesizedbySolutionCombustionMethodLIJia—Ke，LIUXin(1．SchoolofMaterialsScienceandEngineering，JingdezhenCeramicInstitute，Jingdezhen333001，China；2．KeyLaboratoryofJiangxiProvinceforAdvancedCeramicMate

4、rials，Jingdezhen333001，China)Abstract：ZnOnanorodswassynthesizedbysolutioncombustionmethodusingsucrose，citricacid，glycol(orurea)asfuel，andZn(NO3hasoxidant．Efectsoffuels(namelysucrose，citricacid，glycolorurea)onphasecomposition，morphology,specificsurfaceareaandphotocatalyticperformanc

5、eofas-synthesizedZnOwereinvestigatedbymeansofXRD，SEM，BETandabsorptionspectrum．TheresultsshowthatZnOnanorods(averageradialsizelessthan100nm)withahexagonalcrystalstructurecanbesynthesizedatignitiontemperatureof500~C．ZnOownsthebestcrystallizationorthehighestspecificsurfacearea(24．83rn

6、／g)whenusingureaorsucroseasfuel，respectively．Photocatalytictestsshowthatas—synthesizedZnOusingsucroseasfuelownsthebestphotocatalyticperformance．Thephotodegradationeficiencytomethylorangesolution(10ml／L)is98．2％underthehigh—pressuremercurylampirra—diationfor60min，andthereactionisdesc

7、ribedasthepseudofirstorderkineticsequation．Keywords：solutioncombustionmethod；fuel；ZnO；morphology；photocatalyticperformanceZnO作为一种宽带隙(带隙能为3．37eV)半导体法【l卜J，它利用外部能量诱发反应物发生化学反应，材料，被广泛应用于气体传感器、压电材料、陶瓷、所放出的热量促使反应以燃烧波的形式自动蔓延，橡胶和光催化等诸多领域4j。目前制备ZnO微纳从而合成产物，具有制备工艺简单、合成温度低、米粉体的方法主要有：化学沉淀法、溶胶一凝

8、胶法、时间短、合成粉体尺寸小和晶相纯度高等优点。该水