摻雜納米氧化錫的制備及其光催化性能研究.pdf

1、納米SnO2作為一種典型的寬禁帶半導(dǎo)體材料，具有較低的制備溫度和較高的化學(xué)穩(wěn)定性，使其在陶瓷、透明導(dǎo)電、發(fā)光材料、平板顯示器、太陽能電池、氣敏傳感器、催化劑等方面有廣泛的應(yīng)用。本文通過微波水熱法和傳統(tǒng)水熱法合成了不同形貌的SnO2納米粉體，并以光催化降解羅丹明B（RhB）為模擬反應(yīng)研究了SnO2樣品的光催化性能。并在此基礎(chǔ)上制備了N、F摻雜的SnO2樣品，通過控制摻雜元素的摻雜量對(duì)SnO2進(jìn)行改性，以求拓寬光響應(yīng)范圍及抑制空穴電子對(duì)的復(fù)

2、合，從而提高SnO2光催化劑的光催化活性。主要研究成果如下:
　　 (1)以結(jié)晶氯化亞錫為錫源，氫氧化鈉為堿源，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)為表面活性劑，采用微波水熱法成功合成了不同形貌純度較高的金紅石型SnO2納米粉體，分析了PVP添加量對(duì)SnO2產(chǎn)物的物相、形貌以及光催化性能的影響。結(jié)果表明隨著PVP添加量的增大，產(chǎn)物的尺寸先變大后變小，產(chǎn)物的形貌變化較大，所得SnO2粉體對(duì)羅丹明B的光催化降解效率不斷提高。
　　 (2

3、)采用傳統(tǒng)水熱法，以結(jié)晶氯化亞錫、氫氧化鈉和聚乙烯吡咯烷酮為原料，通過調(diào)節(jié)PVP的添加量，制備了表面結(jié)構(gòu)不同的金紅石型SnO2納米粉體，并研究了樣品的光催化性能。結(jié)果表明增加PVP添加量，SnO2產(chǎn)物形貌變得均一，分散性更好，產(chǎn)物的尺寸越來越小，SnO2產(chǎn)物的紫外吸收邊緣發(fā)生紅移，其吸收峰強(qiáng)度也逐漸增大，所得SnO2產(chǎn)物具有優(yōu)異的光催化性能，當(dāng)PVP的添加量為4.8g時(shí)所得SnO2微球?qū)α_丹明B的光催化降解效率得到了很大的提高。

4、　　 (3)以氟化鈉為摻雜劑通過微波水熱法合成了氟摻雜SnO2光催化劑。結(jié)果發(fā)現(xiàn)氟摻雜促進(jìn)了SnO2晶粒的長(zhǎng)大，改變了SnO2樣品形貌。并通過紫外-可見漫反射光譜研究其光吸收性能，發(fā)現(xiàn)與純SnO2樣品的的紫外吸收邊緣相比，當(dāng)n(F)/n(Sn)＞1∶10時(shí)，所制備SnO2樣品的紫外吸收邊緣發(fā)生藍(lán)移，當(dāng)n(F)/n(Sn)＜1∶10時(shí)，所制備SnO2樣品的紫外吸收邊緣發(fā)生紅移。F摻雜處理后SnO2樣品的光催化活性明顯提高，當(dāng)n(F)/n