微电极结构Ag/ZnO/NiO三层复合膜的制备及光催化性能的研究

通过溶胶-凝胶结合光还原沉积法在普通玻璃片上制备了Ag-ZnO-NiO系复合薄膜。使用SEM,PL,XRD,UV-Vis等手段对薄膜的表面形貌,物相组成及光学性质作了考察和研究。XRD和UV-Vis分析表明复合薄膜中包含NiO和ZnO的双层异质结构;FESEM结果表明Ag和ZnO分别在其各自的衬底上生长但没有形成完全覆盖,PL光谱表明三层膜的发光强度小于双层膜和单层膜。使用甲基橙为模型底物测试了薄膜在紫外线下的光催化氧化能力,结果表明,三层复合薄膜Ag/ZnO/NiO的活性相比氧化锌单层薄膜和双层薄膜有不同程度的提高。这是由于上层薄膜不能完全包裹下层膜,导致在表面形成了许多微电极结构,这些微电极结构能够使光生电子空穴对得到有效分离。     

Ag改性纳米ZnO薄膜及光催化活性

采用溶胶-凝胶法和光还原沉积贵金属法结合制备出Ag改性的纳米ZnO薄膜。利用FESEM、XPS、ESR、UV-Vis分析了纳米Ag-ZnO薄膜的表面形貌、表面组成和光谱特征。FESEM分析表明银在纳米ZnO薄膜表面形成原子簇而没有形成均匀覆盖层。XPS分析表明负载在纳米ZnO薄膜表面的银以Ag⁰形式存在; 相对于纳米ZnO薄膜, 纳米Ag-ZnO薄膜中晶格氧的含量有所下降,而表面羟基氧和吸附氧的含量显著增加。纳米Ag-ZnO薄膜的ESR峰强比纳米ZnO薄膜大,表明纳米Ag-ZnO薄膜中束缚单电子的氧空位的浓度高于纳米ZnO薄膜。UV-Vis分析纳米Ag-ZnO薄膜的紫外可见吸收光谱可能是纳米银粒子与纳米ZnO薄膜共同作用的结果。以甲基橙为模拟污染物,考察了纳米Ag-ZnO薄膜的光催化活性以及银沉积量对催化剂活性的影响。光催化降解结果表明,银的沉积量为0.018 2 mg·cm^-2的纳米Ag-ZnO薄膜的光催化活性最高,在紫外光照射3 h后甲基橙降解率约为78%,而纳米ZnO薄膜约为62%。