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《鎳摻雜納米zno的制備及其光催化性能研究.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、鈾摻雜納米ZnO的制備及其光催化性能研究摘要：以ZnSO4.7H2O和硝酸鈾為原料。采用溶膠凝一膠法制備了納米級的Ni/ZnO光催化劑，并用XRD和SEM手段進行表征，以甲基橙光催化降解作為模板反應(yīng)，對所制備的催化劑催化性能進行了評價，考察了制備催化劑最佳工藝條件和催化劑投加量，光照時間對甲基橙降解率的影響。結(jié)果表明：關(guān)鍵詞：溶膠一凝膠法；制備；Eu摻雜；光催化ThePreparationandPeopertyResearchonDopingEuNanosizedZnOPhotocatalystSongQing(departmentofCh
2、em?&Eng,BacyiUniversityofArtsandSciences,BaojiShannxi721013)Abstract:nanosizedNi/ZnOwaspreparedfromzincsulphateandammoniummetavanadatebysol-gelmethod?ThestructuralpropertiesofthecatalystrizedbymeansofXRDandTEMtecheniquesKeywords:sol-gelmethodpreparation;nidoped;photocataly
3、sis引言氧化鋅是一種重要的寬禁帶、直接帶隙(3.37eV)半導(dǎo)體材料。納米尺寸ZnO由于其粒子尺寸小，比表面積大，具有明顯的表而與界面效應(yīng)等特點，在化學(xué)光學(xué)牛物和電學(xué)等方面表現(xiàn)出許多獨特優(yōu)異的物理和化學(xué)性能。因此，納米氧化鋅有著廣泛的用途⑴。例如：在精細陶瓷工業(yè)中，利用納米ZnO的體積效應(yīng)、表而效應(yīng)，可大大降低燒結(jié)溫度。在紡織品和化妝用品中摻入納米ZnO,可以起到防紫外線和殺菌作用。納米尺寸ZnO還具有高效、低電壓磷光性，因此可用作低電壓平板顯示器的發(fā)光材料，在場發(fā)射顯示器和平板顯示器等工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景叫此外，由于納米ZnO具有
4、高的表面活性,極大的提高了其光催化效率，可將許多難降解的有機物分解成水和二氧化碳等無機物，是一種環(huán)境友好材料⑶利用納米ZnO的光催化性質(zhì)處理廢水是一種行之有效的方法。雖然目前它的研究還處于起步階段，但已成為熱點課題之一。該方法對水中鹵代脂肪炷、鹵代芳繪、多環(huán)芳姪、雜環(huán)化合物、坯類、酚類、表面活性劑、農(nóng)藥等都能有效地進行光催化反應(yīng)，使其脫色、礦化，最終分解為C02、比0和小分子物質(zhì)，從而消除其對環(huán)境的污染。此種處理廢水的方法具有耗能低、操作簡便、反應(yīng)條件溫和、可減少二次污染等突出特點"5。目前，納米氧化鋅己經(jīng)是世界各國投以巨資研究的新型材料。
5、我國也將其列入到“863計劃”攻關(guān)的重大課題，而其摻雜后的性質(zhì)乂是近年來研究的熱點。發(fā)展這類新型納米材料，可以應(yīng)用到各個領(lǐng)域小去。比如壓電傳感器、氣敏元件、光催化劑等等。在純氧化鋅研究了一段時間已經(jīng)趨于成熟后，將其進行摻雜成為現(xiàn)在研究氧化鋅這個材料的新課題，也逐步成為了今后的趨勢。以往人們對ZnO的摻雜研究主要有n型摻雜和P型摻雜兩種。氧化鋅n型摻雜從電學(xué)上來講，氧化鋅制備過程屮容易產(chǎn)生氧空位。如果要使氧化鋅的n型導(dǎo)電性更好的話，一般的摻雜物有B、Al、Ga、In等IIIA族元素。由此可以得到較好的n型半導(dǎo)體。A1摻雜從1994年開始，用溶
6、膠凝膠法制得A1摻雜ZnO(AZO)低阻抗的薄膜的報道就屢見不鮮了，據(jù)報道W.Tang與Cameron在1994年就得到了阻抗為7X的氧化鋅薄膜。這是報道中得到阻抗最低的A1摻雜氧化鋅薄膜。Ohyama認為只要有好的晶體取向.其阻抗就會降低，并口這是影響其阻抗的關(guān)鍵因素。所以他在96至98年不斷發(fā)表文章闡述自己的想法.并且得到了最佳阻抗為6.5xl(TQcm的AZO薄膜。另一種非常常見的方法是磁控濺射法。Szyszka利用磁控濺射技術(shù)得到了電學(xué)性質(zhì)很好的薄膜，他們用頻率為40的交流電在A1質(zhì)量濃度1.2%,溫度為573K條件下得到了最佳阻抗
7、為4Xl(TQcm的AZO薄膜。后來他又改進了工藝.在473K條件下，加快濺射速率至8.8nm/s,加大了通入氧氣的量至163sccm.結(jié)果得到了阻抗為3X101Qcm的AZO薄膜。Ga摻雜Ga摻雜是典型的n型摻雜，摻雜的效果不錯，有很多研究人員在此做了大量的工作，由于Ga摻雜ZnO是低阻抗n型半導(dǎo)體，所以降低阻抗和增加薄膜的透光度是要研究的重點，當(dāng)然還有一些研究是關(guān)于它的熒光特性的。關(guān)于制作低阻抗的Ga-ZnO薄膜.在94年ShigemiKohiki等人就用射頻磁控濺射法得到了電導(dǎo)率為3.7X103/cm的薄膜，并且得出結(jié)論摻雜Ga比摻雜
8、Al、B得到的薄膜電導(dǎo)率要高。G.A.Hirata也對此做了研究.他用激光脈沖沉積法得到了阻抗為3.6X10=01的薄膜。Hirasawa則得到了最低阻抗為1.6X10“cm的樣
