室温合成片层花状氧化锌及其光催化

以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为模板,硝酸锌和氢氧化钠为原材料,采用湿化学法,在室温(25℃)下,搅拌2 h合成了大量生长有序的片层花状氧化锌。讨论了物料比、时间和反应温度等条件对合成材料形貌和结构的影响。采用X射线衍射、扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对其晶体结构和形态进行了表征。此外,实验中发现,花状氧化锌对罗丹明B染料有显著的光催化降解特性,在紫外光照射140 min,罗丹明B的降解率达到98.6%。     

不同形貌氧化锌的微波水热法制备及其光催化性能

采用微波水热法在乙二醇的辅助下,制备出一系列不同形貌的氧化锌(Zn O)纳米/微米颗粒。扫描电子显微镜测试结果表明,乙二醇的加入量对样品的形貌有着非常显著的影响,通过控制乙二醇的加入量,可以得到不规则片状、六方棱柱孪晶、梭子形和球形等形貌的Zn O纳米/微米颗粒。从微波反应器检测压力结果可以看出,乙二醇的加入量对反应体系的压力影响非常显著,这起到了调控纳米晶生长速度的效果进而得到不同形貌的样品。在此基础上,系统测试了样品在氙灯照射下光催化降解罗丹明B的能力,结果表明,乙二醇加入量大于12 m L时的球状样品光催化效率要远高于其他样品,在50 min内能完成对罗丹明B的降解。     

花状氧化锌纳米晶的制备及其电化学传感研究

本文以丙三醇为反应溶剂,在氧氧化钾体系中制备了两种花状氧化锌纳米晶.讨论了不同实验条件对氧化锌纳米晶形成影响,通过改变氢氧化钾浓度、反应温度和体系中水含量等条件来调节材料形貌.探讨了花状氧化锌纳米晶可能的形成过程.用X射线粉末衍射、扫描电子显微镜、紫外可见光谱等分析技术对制备的氧化锌纳米晶进行了表征.结果表明两种花状纳...     

花形ZnO纳米片微球的合成、表征及光催化性能

以ZnCl2和尿素为原料,采用水热法合成了由纳米片组成的花形微球碱式碳酸锌前驱体,然后在300℃下煅烧0.5 h得到了形貌一致的ZnO产物。采用XRD、FTIR、TG、SEM、TEM、XPS对其进行表征,结果表明产物为六方纤维矿结构ZnO;组成3D花型微球的纳米片构筑单元厚度为10 nm,表面呈孔装结构,比表面积为72 m2.g-1。分别以花形ZnO纳米片、单分散ZnO纳米片和商用ZnO纳米颗粒为光催化剂,通过降解罗丹明B(Rh B)进行了光催化活性研究。结果表明,与商用ZnO纳米颗粒相比,水热法制备的花形ZnO纳米片显示了更好的光催化活性,可能是由于花形ZnO纳米片微球有较高的比表面积和3D花形形貌所致。     

膨胀石墨层间生长高活性氧化锌及其光催化性能

以醋酸锌和膨胀石墨为原料, 采用真空辅助压力诱导手段使反应溶液注入膨胀石墨层间, 在180℃下溶剂热反应12 h, 一步得到氧化锌纳米棒/石墨烯复合光催化剂, 采用X射线衍射仪(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等对复合光催化剂的结构和形貌进行了表征. 结果表明, 合成的氧化锌纳米棒具有六方晶系纤锌矿结构; 氧化锌纳米棒在石墨烯表面分散性较好, 其平均直径约50 nm, 长度约150~200 nm. 所得氧化锌纳米棒/石墨烯复合材料对亚甲基蓝的降解效率优于目前应用最广泛的光催化剂Degussa P25.     

金属掺杂氧化锌的光催化研究进展

纳米ZnO作为降解污染物的光催化剂,不仅具有成本低、高效、无毒等特点,还能吸收大部分太阳光,是一种性能优异的功能材料。尽管国内外研究人员已经在纳米ZnO光催化材料方面做了大量的工作,但它仍然是研究的热点,因为纳米ZnO除了不同形貌引起的光催化活性变化之外,还可以通过掺杂单金属、多金属和其他金属氧化物,来提高自身光催化活性,并在染料降解、抗菌等方面展示出优异的性能。基于上述背景,总结近年来金属掺杂纳米ZnO对光催化性能的研究进展,为纳米ZnO在光催化方面的研究提供参考。     

锌铝水滑石层板与层间离子调变及其光催化性能研究

采用双滴共沉淀法,结合水滑石层板阳离子和层间阴离子调变,制备十种锌铝水滑石,运用X射线衍射(XRD)、红外光谱(FT-IR)和差热分析(DTA)技术对合成样品的结构进行表征,考察了催化剂种类和用量、光照时间等变量对水滑石光催化降解罗丹明B的影响。研究结果表明,合成产物均具有典型水滑石特征衍射峰,调变阳离子种类合成的六种水滑石中,Zn-Al-Ni-CO₃-LDHs的催化效果最好;不同阴离子插层水滑石中,以ZnAl-CO₃-LDHs的光催化效果最佳;最佳反应条件为:催化剂用量0.1 g,光照时间65 min,两种水滑石材料光催化降解率可达82%以上。     

铜掺氧化锌多孔纳米棒的水热合成及其光催化性能

通过两步法合成铜掺杂的氧化锌纳米棒,通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（FESEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）和紫外-可见（UV-Vis）分光光谱等技术对系列样品进行了表征,研究并探索了铜掺杂的氧化锌纳米棒光降解染料罗丹明B（RhB）和气体乙醛的催化活性。通过对多孔Cu掺杂ZnO纳米棒光催化分解乙醛进行了评价。多孔Cu掺杂ZnO纳米棒（CZ-5）光催化剂具有最高的催化分解乙醛的能力,比其它多孔Cu掺杂ZnO纳米棒具有很高的催化活性。多孔Cu掺杂ZnO纳米棒光催化剂在室温下在可见光（435 nm）下照射16 h,5.50×10^-4（φ,体积分数）的乙醛气体完全降解为二氧化碳（CO₂）。多孔铜掺杂的氧化锌纳米棒光催化剂的光催化性能的改善主要归因于铜和氧化锌纳米棒之间的协同作用。这种改进的光催化协同作用归因于Cu掺杂ZnO的可见光吸收的延伸和光生电子空穴对的抗重组。     

花状TiO2分级结构的可控合成与其光催化性能

采用水热法可控合成了花状TiO₂分级结构材料,运用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、N₂物理吸附-脱附等手段,对其进行了表征,系统研究了NaOH用量、H₂O₂浓度、HNO₃浓度、反应温度及时间等因素对所得样品形貌的影响,并评价了它们的光催化性能.结果表明,花状TiO₂分级结构为锐钛矿相,颗粒大小均一;随制备条件的变化,构成花状TiO₂分级结构的基元结构分别为纳米线、纳米片,纳米线直径约25nm,纳米片厚度不足10nm;该样品具有较高的比表面积,表现出良好的单次光催化活性与重复使用性能.     

ZnO/CdS复合材料的合成与可见光催化性能

采用喷雾辅助气相沉积法在水热法合成的ZnO纳米线上沉积CdS纳米颗粒。采用X射线衍射仪（XRD）、激光拉曼仪（Raman）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线光电子能谱分析谱（XPS）和紫外可见漫反射光谱等测试手段对复合光催化剂进行表征。结果表明,3~10 nm的CdS纳米粒子修饰在直径约为100 nm ZnO纳米线的表面。XPS和Raman表明复合材料中ZnO和CdS之间存在化学相互作用。可见光催化降解罗丹明B实验结果表明ZnO/CdS复合材料的催化性能优于单相CdS或ZnO,沉积时间为30 s合成的ZnO/CdS速率常数分别是CdS和ZnO的2.91和4.03倍,且具有较高的稳定性。ZnO/CdS复合材料光催化性能增强的可能原因为光吸收范围的拓展和光生载流子分离效率的提高。     

球形和花形ZnO纳米结构的可控制备及其光催化机理

报道了一种简单的制备球形和花形ZnO纳米结构的无模板水热法。在Zn(NO_3)_2·6H_2O与NH_3·H_2O的体系中,通过改变乙二醇和水的体积比,140℃水热反应2 h分别制备出球形和花形ZnO纳米结构。采用SEM、XRD、UV-Vis DRS和PL对其进行了表征和分析,结果表明球形ZnO纳米结构的直径为500 nm~1μm,它是由纳米颗粒自组装而成;花形ZnO纳米结构是由长度为300~700 nm,直径为100~300 nm的纳米棒组装而成。研究了乙二醇在球形和花形ZnO纳米结构形成过程中的作用并提出了可能的生长机理。室温下分别以球形和花形ZnO纳米结构为光催化剂,以偶氮染料甲基橙MO作为光催化研究对象,紫外光照2 h,对MO的降解率分别为83%和55%。以叔丁醇(t-Butanol)、乙二胺四乙酸二钠(EDTA-2Na)为自由基和空穴的捕获剂,推测其催化机理主要为空穴氧化和自由基协同氧化历程。     

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%。     

形貌可控ZnO微纳米结构的水热合成及光催化性能

以乙醇胺为辅助溶剂,采用水热合成法,制备了花状、梭状和剑状的ZnO微纳米结构。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、光致发光光谱(PL)和拉曼光谱等测试手段对样品的形貌、结构、晶相等进行了表征。结果表明所有样品均为六方纤锌矿结构ZnO;其形貌和结晶度可通过改变物质的量的配比nZn2+/nOH-来调控。探讨了反应物配比对产物形貌结构的影响,乙醇胺对不同形貌ZnO的制备起到至关重要作用。以亚甲基蓝为目标降解物,采用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)并结合低温氮吸附-脱附比表面测试(BET),研究了花状、梭状和剑状ZnO的光催化活性。结果表明,与商用ZnO相比,制备的ZnO具有更好的光催化活性;样品催化活性与其比表面积不成正比,具有最小比表面积的花状ZnO拥有最好的光催化活性,这可能是由于其低的结晶度和特殊的花状形貌所致。     

纳米ZnO的制备及其光催化性能研究

本文以羟丙基纤维素(HPC)作为分散剂,运用沉淀法制备出了粒径均匀的ZnO颗粒.通过透射电子显微镜(TEM),X射线衍射(XRD),紫外可见光吸收光谱,光致发光谱(PL)对ZnO进行了性能表征,并探讨了其形成机理及制备中的影响因素.利用纳米ZnO作为光催化剂对有机染料罗丹明B进行了光降解实验,实验结果表明,此方法制备的ZnO具有良好的光催化性能,有望在治理环境污染等领域具有良好的应用.     

ZnO/RGO复合材料的结构及其光催化性能研究

本实验以ZnSO₄和氧化石墨(Graphite Oxide,GO)原料,在低温环境下(60 ℃)制备了层状ZnO/RGO(ZnO/Reduced Graphite Oxide)复合材料。通过对ZnO/RGO复合材料进行XRD、FTIR、XPS和FE-SEM等测试,表征了产物的晶相结构、界面状况及微观形貌特征。氧化石墨在与ZnO的复合反应过程中其活性基团消失或减弱,氧化石墨自身被还原为一种类石墨物质(Reduced GO,RGO);GO的预处理过程对产物的形貌有较大影响,采用稀碱溶液对石墨的剥离处理有利于产物的层状结构形成。本文还以甲基橙为目标降解物,考察了不同条件下所得催化剂的紫外光催化性能。研究表明,ZnO/RGO纳米复合材料大大提高了ZnO紫外光催化活性。光致发光谱(PL)显示,ZnO/RGO复合材料的荧光发射峰强度比纯ZnO有较大降低,说明ZnO的光激发电子在氧化石墨的还原产物RGO和ZnO纳米颗粒之间存在界面电子转移效应,因而抑制了ZnO中光生电子-空穴对的复合,从而提高了ZnO的光催化性能。     

三维花状ZnO纳米材料的制备及发光性质

常压下用溶胶凝胶和化学溶液生长两步法在3种不同的衬底上制备出三维花状ZnO纳米材料.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、选区电子衍射(SAED)、紫外吸收(UV)光谱和光致发光光谱(PL)对样品进行分析,结果表明,花状ZnO的组成单元为沿c轴方向生长的ZnO纳米棒,直径约为100 nm,...     

C-N-S-TiO2光催化剂的制备、表征及其性能

以钛酸四丁酯为钛源、功能生物小分子胱氨酸为掺杂剂,采用溶胶-凝胶法同步合成了C-N-S-TiO2光催化剂,利用XRD、XPS、FT-IR和DRS等测试技术对样品的结构及物化性能进行了表征。XRD和DRS分析表明,共掺杂抑制了TiO2晶粒的生长,提高了晶相转变温度,且C-N-S-TiO2样品的吸收带边明显"红移",光吸收范围一直延长至800 nm左右。XPS分析结果显示,C-N-S-TiO2样品表面产生了杂质能级,C、S元素分别取代部分晶格Ti4+以CO23-和S6+形式存在;而N峰呈宽化状态,以O—Ti—N和Ti—O—N键存在,且样品表面羟基含量明显增加。以罗丹明B染料为模型污染物,考察了该催化剂的可见光催化活性。结果表明,与P25 TiO2比较,C-N-S-TiO2光催化剂活性得到改进,C-N-S-TiO2光催化剂在470～800 nm波长下辐射120 min后对罗丹明B的降解率可高达83%。     

片花状ZnO@碳球核壳结构的制备及太阳光催化性能

采用水热法合成具有核壳结构的片花状ZnO@碳球系列复合物(ZnO@C)。利用X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),X射线光电子能谱(XPS),红外光谱(FTIR),紫外可见漫反射光谱(UV-Vis DRS),荧光光谱(PL)以及N2吸附-脱附等技术对所合成样品进行表征,结果表明,碳球被ZnO纳米片包裹形成具有核壳结构的片花状复合物,碳球的存在增加了ZnO对可见光的吸收,有效抑制了光生电子空穴对的复合。在模拟太阳光下,对活性染料GR黑及甲硝唑的光催化降解测试结果显示,ZnO@C系列复合物的光催化性能均高于纯ZnO,其中ZnO@C-2样品表现出最好的光催化性能,其光催化降解GR黑和甲硝唑的速率分别为纯ZnO的4.2倍和2.1倍。     

片花状ZnO@碳球核壳结构的制备及太阳光催化性能

采用水热法合成具有核壳结构的片花状ZnO@碳球系列复合物（ZnO@C）。利用X射线衍射（XRD）,扫描电子显微镜（SEM）,X射线光电子能谱（XPS）,红外光谱（FTIR）,紫外可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）,荧光光谱（PL）以及N₂吸附-脱附等技术对所合成样品进行表征,结果表明,碳球被ZnO纳米片包裹形成具有核壳结构的片花状复合物,碳球的存在增加了ZnO对可见光的吸收,有效抑制了光生电子空穴对的复合。在模拟太阳光下,对活性染料GR黑及甲硝唑的光催化降解测试结果显示,ZnO@C系列复合物的光催化性能均高于纯ZnO,其中ZnO@C-2样品表现出最好的光催化性能,其光催化降解GR黑和甲硝唑的速率分别为纯ZnO的4.2倍和2.1倍。