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《球狀納米光催化材料的合成表征及其性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、摘要摘要近些年來(lái)，環(huán)境污染日益嚴(yán)重，成為威脅人類生存的一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。以半導(dǎo)體納米材料為催化劑，光催化降解有機(jī)污染物作為一種有效的污染治理方法，成為環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究的一個(gè)熱點(diǎn)。本文采用水熱／溶解熱方法，控制合成條件，制備了具有球狀形貌的ZnS、ZnO／TiO：及CdS光催化劑納米材料，并采用XRD、SEM、TEM等分析檢測(cè)手段對(duì)所得產(chǎn)品的進(jìn)行了形貌和結(jié)構(gòu)的表征。通過(guò)降解甲基橙，對(duì)合成的ZnS及ZnO／TiO：復(fù)合材料的光催化性能進(jìn)行了研究；由于CdS本身具有潛在的環(huán)境污染問(wèn)題，故對(duì)合成的球狀CdS材料進(jìn)行光電轉(zhuǎn)化性能的研究。論文的主
2、要研究如下：(1)以Zn(CH。coo)：·2H：0和C：H。NS為原料，采用水熱法合成直徑在50-～lOOnra范圍內(nèi)的ZnS納米球。該方法耗能低、實(shí)驗(yàn)條件簡(jiǎn)單及產(chǎn)品生成量大。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，表面活性劑十二烷基磺酸鈉對(duì)ZnS納米球的形成發(fā)揮了關(guān)鍵性的作用。合成的ZnS納米球相對(duì)于體相材料，發(fā)生了105nm的藍(lán)移。以甲基橙為降解目標(biāo)，紫外光照150min后，ZnS納米球?qū)谆鹊慕到饽苓_(dá)到98％左右。(2)采用簡(jiǎn)單的溶劑熱和超聲沉積煅燒法合成了ZnO／TiO：復(fù)合材料，以甲基橙為降解目標(biāo)，在不同的pH值下對(duì)復(fù)合材料的光催化性能進(jìn)行評(píng)價(jià)
3、。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，催化降解1h后，在pH值為2．O時(shí)，對(duì)甲基橙的降解效率最好：然而，在前30min，在pH值為11．0時(shí)，對(duì)甲基橙的降解效率高。通過(guò)對(duì)醌式甲基橙(pH2．O)光催化降解過(guò)程的HPLC-MS分析，發(fā)現(xiàn)了六種甲基橙的降解中間體；通過(guò)對(duì)甲基橙的降解機(jī)理的分析，發(fā)現(xiàn)甲基橙的降解主要通過(guò)羥基化作用和脫甲基作用，以及C—N的斷裂和磺酸基的去除。(3)以CdCl：和C：H5NS為原料，采用溶劑熱法控制合成了由小粒子堆積的，直徑在O．65～2．5Pm范圍內(nèi)的菜花狀的CdS微米球。條件實(shí)驗(yàn)表明，表面活性劑十二烷基磺酸鈉(SDS)的存在
4、及SDS的加入量對(duì)菜花狀CdS的生成是十分重要的。通過(guò)控制合成時(shí)間，得到了兩種不同晶型的CdS微米球產(chǎn)品。通過(guò)測(cè)定球其光電性質(zhì)，表明了六方晶型的CdS微米球的光電轉(zhuǎn)化效率高于立方晶型的CdS微米球，然而其光電轉(zhuǎn)化效率高于CdS納米粒子。關(guān)鍵詞：水熱／溶劑熱ZnS納米球ZnO／TiO：復(fù)合材料CdS微米球光催化IAbstractInrecentyears，environmentalpollutionisbecomingincreasinglyserious，whichbecomesaseriousproblembecauseofbr
5、ingingathreattohumansurvival．Photocatalyticdegradationoforganicpollutionsusingsemiconductornanomaterialsascatalystsbecomesaneffectivemethodofpollutioncontrol，whichbecomesahotissueofscientificresearch．ZnS，ZnO／Ti02，CdSphotocatalystweresynthesizedviahydrothermal／solvothe
6、rmalmethod．XRD，SEMandTEMwereusedtocharacterizethemorphologyandstructureoftheproducts，andthephotocatalyticperformanceoftheZnSnanospheresandZnO／Ti02compositesWasstudiedbYdecomposingmethylorangeunderUVlight．BecauseofpotentialenvironmentalproblemsofCdSnanoproduets，SOtheph
7、otovoltaicpropertyofCdSmicrosphereswasstudied．Themainresultsareasfollows：(1)Zn(CH3COO)2·2H20andC2HsNSwereutilizedasstartingmaterialstosynthesizeZnSnanospheresrangingfrom50to100lllllindiameter．Thishydrothermalmethod、析thlowenergyconsumption,whichneedssimpleexperimentalc
8、onditionstogeneratealargequantityofZnSproducts．SurfactantSDSisakeyroletoformZnSnanospheresinthisexperiment．Comparedtothebulk
