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《納米氧化鋅的制備、摻雜及其光催化性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、中北大學(xué)學(xué)位論文納米氧化鋅的制備、摻雜及其光催化性能的研究摘要近年來(lái)，環(huán)境污染是人類(lèi)亟待解決的首要問(wèn)題。半導(dǎo)體光催化劑及其在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用，是國(guó)內(nèi)外學(xué)者通認(rèn)的一種治理環(huán)境污染的有效方法，獲得了較為廣泛研究。作為一種新型處理污染物的方法，光催化降解技術(shù)由于操作簡(jiǎn)單方便，能耗低，反應(yīng)條件溫和，不會(huì)產(chǎn)生二次污染物等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用。本文用水熱法制備納米氧化鋅和摻雜Ag的納米氧化鋅，并進(jìn)行了表征、光催化性能驗(yàn)證。采用水熱法制備出棒狀的納米氧化鋅，確定了ZnO光催化劑的最適宜工藝條件：n（六水合醋酸鋅）：n（檸檬酸）=20:1、無(wú)水乙醇滴加量為20mL、pH為11、溫
2、度為120℃、反應(yīng)時(shí)間為24h。紫外光下羅丹明B降解率在96.13%左右。SEM、XRD表明制得的ZnO納米晶均為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，形貌多為棒狀，直徑大約為幾十納米，均勻性良好。水熱法成功制備出摻雜Ag的氧化鋅材料，摻雜Ag的ZnO仍能保持原有的棒狀結(jié)構(gòu)。作為光生電子的臨時(shí)儲(chǔ)倉(cāng)，Ag的加入明顯改變了氧化鋅的光催化性能，硝酸銀：醋酸鋅=1:5時(shí)，在可見(jiàn)下表現(xiàn)出最高的光催化性能，羅丹明B降解率達(dá)到97.4%。TEM、XRD等表明，摻雜氧化鋅以Ag單質(zhì)的形式存在于氧化鋅表面，沒(méi)有破壞氧化鋅納米棒狀結(jié)構(gòu)，其中ZnO-Ag-3中ZnO平均晶粒尺寸為63nm，Ag單質(zhì)的平
3、均晶粒尺寸為53.3nm。用自制摻雜Ag的納米氧化鋅（ZnO-Ag-3）在可見(jiàn)光下降解甲基橙溶液，實(shí)驗(yàn)表明：有機(jī)物的結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度影響催化劑的降解效率，甲基橙為重氮染料，結(jié)構(gòu)比羅丹明B結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，所以比較難降解；降解甲基橙溶液的最佳條件為：甲基橙的初始濃度為10mg/L，催化劑投加量為1g/L，初始ph=5，反應(yīng)溫度為25℃，降解效率為93.12%；自制光催化劑ZnO-Ag-3催化性能穩(wěn)定，使用多次后仍然可以保持高效的催化性能。本文采用水熱法制備出了在可見(jiàn)光下具有光催化性能的摻Ag氧化鋅，實(shí)驗(yàn)研究了在可見(jiàn)光下對(duì)羅丹明B、甲基橙都有良好的降解效果，這一種新型材料
4、應(yīng)用于污水處理中，為治理污染物治理提供了一種新思路。中北大學(xué)學(xué)位論文關(guān)鍵詞：水熱；納米材料；氧化鋅；光催化；降解中北大學(xué)學(xué)位論文StudyonPreparation,DopingandPhotocatalyticProformanceofNano-ZnOAbstractInrecentyears,environmentalpollutionistheprimaryproblemtobesolved.Semiconductorphotocatalystanditsapplicationinphotocatalysis,isaneffectivewaytopur
5、ifyenvironmentalpollutionandhasachievedbroadrecognition,aswellasextensiveresearch.Asanewmethodforpollutantstreating,photocatalyticdegradationtechnologyiswidelyused,duetoitsvirtuessuchaseasyoperationprocess,lowenergyconsumption,mildreactionconditions,nosecondarypollutants.Inthispape
6、r,thenano-ZnOandnano-ZnOdopedwithAgsampleswerepreparedbyhydrothermalsynthesis,ofwhichcharacter,photocatalyticperformancewasexploredthroughcharacterisationandexperimentsrespectively.ThehydrothermalpreparationofnanoZincOxiderod,themostsuitableprocessconditionsofZnOcatalystwereidentif
7、ied:n(zincacetatehydraten(six):=20:1citricacid),ethanoladdingamountis20mL,pH11,temperature120C,reactiontimeis24h.LuoDanmingBultravioletlightdegradationrateofabout96.13%.SEM,XRDshowedthatthepreparedZnOnanoparticlesweresixwurtzitestructure,morphologyofmultirod,diameterofaboutafewtens
8、ofnanometers,gooduniformit
