1。6 本文的研究思路内容和创新点 4
2。 纳米ZnO的概述 5
2。1 ZnO的基本性质 6
2。2 ZnO的光催化原理 6
3。实验部分 6
3。1 实验试剂 7
3。2实验仪器 7
3。3实验方法 7
3。3。1 ZnO纳米阵列制备 7
3。3。2 CdS/ZnO纳米阵列制备 8
3。3。3 CdS/Ag/ZnO纳米阵列制备 8
3。3。4 表征分析 8
3。3。5 光催化性能测试 8
3。4 结果与分析 9
3。4。1 扫描电镜(SEM)分析 9
3。4。2 ZnO及其复合纳米阵列的光催化性能 10
4。结论 11
参考文献 13
1。 引言
1。1 研究背景
纳米材料被誉为21世纪最有发展前景的新型材料,结构决定性质,由其纳米结构展现的优越性能和广泛应用前景促使纳米技术基础理论研究和新材料开发应用研究不断发展。其中,纳米半导体材料由于它优越的光电性能受到越来越多的关注,纳米材料被广泛应用于各个领域。文献综述
随着工业的不断发展,环境污染问题越来越严重。而传统的治理方法成本高,效率低,所以纳米半导体材料的光催化技术应用于污染物[13-15]受到越来越多的关注降解的研究,如光电能量转换材料,在水和空气处理作为环境光催化剂[ 8 ]。目前,光催化材料ZnO、TiO2、纳米氧化锌在室温下的带隙约为3。37eV,激子结合能为60meV。在可见光的范围内具有较高的反射和透射系数和强烈的紫色和受激辐射[ 2 ],和二氧化钛相比,氧化锌制备方法简单,成本低,光催化性能更高。因此,近几年成为研究的热点。由于ZnO的禁带宽度大,只能利用紫外光,而紫外光仅占太阳光的4%一7%,量子产率低;光生电子一空穴对容易在Z/10晶体内部复合,分离效率低的两方面缺点,它的光催化效率仍有待提高。目前,已经对提高ZnO光催化性能的研究方法主要包括半导体复合、贵金属修饰和掺杂等,但仍存在争议和不足。本文针对其不足为研究方向,以六亚甲基四胺和硝酸锌为原料,采用水合成热法在锌片上制备了氧化锌纳米阵列;用超声辅助化学沉积法制备CdS/ZnO纳米阵列,通过进一步反应掺杂纳米银制备CdS/ZnO/Ag纳米阵列,并对其光催化性能进行了研究。
1。2研究意义
ZnO纳米材料作为一种较为理想的光催化材料在光催化方面已经得到了一定程度的应用,但是其催化效率仍然有待提高,主要的原因有两点:ZnO的禁带宽度大,只能利用紫外光,而紫外光仅占太阳光的4%一7%,量子产率低;光生电子一空穴对容易在Z/10晶体内部复合,分离效率低。目前从国内外的研究现在来讲,作为光催化剂的ZnO纳米材料多为形貌丰富、大比表面积的粉体,虽然光催化性能良好,但是仍有许多不足,如不易于回收利用、可见光利用率低及量子分离效率低等。ZnO纳米材料的光催化性能,且无毒,廉价,稳定,可重复利用,可以用来解决日趋严重的环境污染问题;通过制备ZnO纳米复合材料来进一步提高光催化性能。