ZnO中空納米結構的制備及光催化性能.pdf

1、氧化鋅是一種重要的Ⅱ-Ⅳ族直接帶隙寬禁帶金屬氧化物半導體材料，氧化鋅納米材料因其優異的光電性能吸引了大量國內外研究工作者的廣泛關注。納米氧化鋅因其獨特的性質使其在太陽能電池、氣敏元件、固體照明光源、保護性涂層、光催化劑、紫外發光器件等諸多領域有重要的應用前景。
　　 隨著社會的發展，環境問題日益突出。在污水凈化方面，對于某些有機污染物，ZnO的光催化降解效果要比傳統光催化劑TiO2好。本論文主要選擇氧化鋅納米材料體系為研究對象，

2、側重于氧化鋅中空結構（空心球、納米管）的合成，并對其改性及光催化性能展開研究。主要研究內容如下：
　　 (1)180℃條件下以葡萄糖脫水聚合成碳球為模板，醋酸鋅、氯化銅為原料，通過水熱反應，采用兩種方法制備了ZnO空心球和ZnO-CuO復合空心球結構。通過兩步法制備的樣品尺寸可控，可以通過控制葡萄糖反應的時間來控制合成的碳球模板的尺寸，進而控制最終產物ZnO空心球的尺寸，XRD結果顯示ZnO為纖鋅礦結構，通過兩步法法可以制得尺寸

3、為100nm的空心球結構，但是光催化性能不好；通過一步法得到的ZnO空心球及ZnO-CuO復合空心球尺寸大，直徑在800nm左右，但是形成壁厚多孔結構，ZnO-CuO復合后，光催化性能相比其他幾組樣品有了提高，CuO的存在，引入了新的能級，使光響應范圍變寬，量子產率提高，改善了光催化性能。
　　 (2)采用簡單的水熱法，以氯化鋅、氯化銅、濃氨水為原料，以硅片為基底合成了直徑為400nm左右的ZnO納米管和ZnO-CuO復合納米管

4、結構。ZnO納米管的形成可以分為高溫沉淀和低溫溶解兩個過程。由于制得的ZnO與硅片結合不牢固，清洗不能太劇烈，XRD及EDS結果表明除了纖鋅礦結構的ZnO外，還出現了其他雜質。反應物中加入氯化銅后，使得ZnO納米管聚集成花狀，光催化實驗結果表明，ZnO-CuO復合后，光催化性能有了明顯改善。
　　 (3)以制得的ZnO納米管為原料，采用氯鉑酸還原的方法對ZnO納米管進行表面修飾。XRD和EDS結果表明鉑粒子被修飾到ZnO納米管上