特殊形貌的ZnO晶体水热法生长及光催化性能.pdf

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1、第27卷第2期无机化学学报Vo1．27No．22011年2月CHINESEJOURNALOFINORGANICCHEMISTRY321—326特殊形貌的ZnO晶体：水热法生长及光催化性能王虎l，2谢娟，2段明f。西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，成都610500)f西南石油大学材料科学与工程学院，成都610500)摘要：采用水热法制得了微米棒状的ZnO结构，并通过改变降温冷却方式得到了锥形管状的ZnO结构。以染料甲基橙的光催化降解为模型评价了ZnO的光催化活性。利用XRD和SEM表征了ZnO的晶体结构和微观形貌。结果表明，所得的ZnO晶体在高压汞灯照射下

2、表现出良好的光催化性能，且ZnO锥形管的光催化活性优于微米棒。ZnO晶体光催化降解甲基橙的反应符合一级反应动力学规律。探讨了ZnO锥形管的形成机理以及光催化降解甲基橙的作用机理。关键词：ZnO；水热法；微米棒；锥形管；光催化中图分类号：0643文献标识码：A文章编号：1001—4861(2011)02—0321-06ZnOCrystalsofSpecialMorphologies：PreparationbyHydrothermalMethodandPhotocatalyticPropertiesWANGHu·。XIEJuan·DUANMingfStateKeyLabo

3、ratoryofOilandGasReservoirGeologyandExploitation(swPu)，Chengdu610500，China)(CollegeofMaterialsScienceandEngineering,SouthwestPetroleumUniversity,C~nNu610500，China)Abstract：Low—dimensionalZnOcrystalsofspecialmorphologieswerecontrollablygrownbyusinghydrothermalmethodswithdifferentcoolingm

4、ethods．Thepyramid—likemicrotubesgrownmechanismwasalsoinvestigated．ThephotocatalyticactivitiesofZnOcrystalswereevaluatedusingdegradationeficiencyofmethylorange(MO)．ThephotocatalystswerecharacterizedbyXRD，SEMandUV-Vis．TheresuhsshowedthatZnOcrystalsexhibitedgoodphotocatalyticactivitiesunde

5、rhigh—pressuremercuryvaporlampirradiation．Thephotodegradationcouldbedescribedasthepseudo．first—orderkinetics．Keywords：ZnO；hydrothermalmethod；pyramid·-likemicrorods；pyramid--likemierotubes；photocatalysis0引言要对象．由于其含有难以降解的苯环，导致使用化学和生物等降解方法难以达到理想的效果．寻求新随着社会和经济的发展，环境污染日益严重．的水处理方法成为十分迫切的问题[7_

6、不仅危害人类的身体健康．而且阻碍了经济的发在20世纪80年代后期．光催化氧化法开始应展。高色度印染废水对环境污染危害严重．但因其用于控制环境污染领域不同于传统的处理方法．成份复杂、色泽深．给工业废水的常规处理带来了光催化氧化技术能有效地破坏许多结构稳定的难很大的难度『l_1。目前．我国对印染废水的常规处理降解污染物．具有降解效率高和污染物降解彻底等方法主要有氧化法、反渗透法、吸附沉淀法和中和优点．引起了广泛的关注【Il。141光催化氧化技术已在法等水溶性偶氮染料是印染废水污染治理的主降解有机污染物等领域取得了良好的效果当光催收稿日期：2010．08．10。收修改稿日期

7、：2010．10．11。油气藏地质及开发工程国家重点实验室开放基金项目(西南石油大学，PLN08O5)资助项目。通讯联系人。E-mail：jennyx99@126．COB324无机化学学报第27卷催化反应进行了220min后．甲基橙的降解率达到92．6％。当反应进行280min后，降解率达到94．3％ZnO锥形管是由微米棒演变而来的．锥形管的尺寸略大于微米棒．但是锥形管顶端是开口的．而微米棒顶端是封闭的通过微米棒和锥形管的比表面积测试发现，ZnO锥形管的比表~g(12m2．g一)略大于微米棒的比表面积(10m2．g一)所以，推测两者光催化降解性能的差