微波輔助水熱法合成多孔ZnO和催化性能研究.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)快速發(fā)展，人們生活水平也穩(wěn)步提高。經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題也越來(lái)越引起人們的關(guān)注，尤其是難以處理的印染行業(yè)廢水，進(jìn)入水體或土壤都會(huì)嚴(yán)重影響生態(tài)平衡，嚴(yán)重威脅人類(lèi)身體健康。因此，有效處理此類(lèi)廢水對(duì)保持經(jīng)濟(jì)社會(huì)繼續(xù)發(fā)展的具有重要的意義。
　　ZnO是一種重要的寬帶隙半導(dǎo)體材料，禁帶寬度為3.37eV，室溫下激子束縛能為60meV，在紫外光照射下能產(chǎn)生電子激發(fā)，具有重要的光催化應(yīng)用價(jià)值。為提高其光催化效果，提高

2、其比表面積、較好的孔徑分布成為ZnO研究的方向之一。本文首先通過(guò)微波輔助水熱法成功制備出了高表面積、孔徑分布較均勻的多孔氧化鋅微球，進(jìn)而對(duì)其光催化性能進(jìn)行了測(cè)試。
　　第二章介紹了蜂巢和玫瑰狀多孔ZnO微球的合成方法。實(shí)驗(yàn)以乙酸鋅為鋅源，尿素為沉淀劑，甘氨酸為配位劑，PVP為模板劑在微波環(huán)境中回流反應(yīng)得到Zn5(CO3)2(OH)6前驅(qū)體，然后在450℃馬弗爐中焙燒兩小時(shí)得到ZnO產(chǎn)物。經(jīng)過(guò)XRD、N2吸附-脫附、SEM、TEM等

3、方法對(duì)其進(jìn)行表征。結(jié)果表明，Zn5(CO3)2(OH)6前驅(qū)體為單斜晶系水鋅礦結(jié)構(gòu)，ZnO為六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，結(jié)晶度高，且退火過(guò)程在450℃下得到的ZnO晶型最好，TG-DTA結(jié)果也證明了這一點(diǎn)。ZnO的形貌隨著離子濃度和尿素用量的變化也在變化，離子濃度較高時(shí)粒子團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重，尿素用量變大氧化鋅的顆粒變大比表面積也隨之下降。最后提出了氧化鋅微球生長(zhǎng)經(jīng)歷的五個(gè)過(guò)程：水解、成核、納米粒子的形成、納米粒子聚集形成納米片以及納米片定向組裝。