納米氧化鋅及其復合材料制備與光催化性能研究.pdf

1、ZnO是直接帶隙的寬禁帶半導體材料(Eg=3.37eV)，激子束縛能為60meV，作為光催化劑在處理環境污染物方面有廣闊的應用前景。但由于受到尺寸、形貌、晶體結構等因素的限制，導致單純ZnO材料的光催化效率并不高。本論文利用聚苯胺和鉍離子對納米ZnO復合摻雜改性以期提高其光催化效率和光響應范圍，分別制備了不同形貌的納米ZnO、ZnO/PANI,Bi3+/ZnO,Bi4Ti3O12/ZnO,ZnO/Bi2O3/PANI等材料并對材料的光催

2、化性能進行了系統的考察和研究。論文的主要工作內容如下:
　　 (1)利用水熱合成法制備納米ZnO，通過改變反應條件獲得了三種不同形貌的納米氧化鋅（棒狀、球形和花形），利用XRD、FT-IR、SEM等手段對納米ZnO進行了表征和結構分析，并對不同納米結構的ZnO形成機理和光催化性能進行了探討和研究。
　　 (2)利用原位聚合法制備了不同形貌的聚苯胺(PANI)/ZnO復合材料，利用FT-IR、XRD、SEM、UV-Vis等

3、測試手段對復合材料進行了結構表征?？疾炝藦秃衔锊牧系墓獯呋阅芎痛呋瘎恿W特征。結果表明:PANI/ZnO復合材料的光催化性能遠高于納米ZnO，而不同形貌的PANI/ZnO其光催化降解效率也不同（球形＞棒狀＞花形），球形PANI/ZnO的熱穩定性要高于純PANI。光催化動力學研究表明以球形和棒狀氧化鋅為原料制備的PANI/ZnO復合材料符合一級動力學，花形PANI/ZnO復合物符合二級動力學。
　　 (3)以Bi3+為摻雜劑，分

4、別制備了鈦酸鉍(Bi4Ti3O12)/ZnO和Bi2O3/ZnO復合材料，研究了復合材料的紫外-可見吸收光譜和光催化性能。結果表明:兩種復合材料均在可見光區出現了吸收峰，證明了摻雜鉍離子(Bi3+)可以實現ZnO在可見光下對有機污染物的降解。
　　 (4)制備了PANI/ZnO/Bi2O3三元復合材料，對復合材料進行了結構表征和對次甲基藍光催化降解的研究。結果表明:復合材料不僅可以在可見光下實現對有機污染物次甲基藍的降解，而且可