CuO和CuO-Ag納米材料的制備及光催化性能.pdf

1、CuO是一種p型的窄禁帶寬度的半導(dǎo)體材料，其禁帶寬度為1.2-1.8 eV。由于其在可見光下具有良好的吸收率，被廣泛應(yīng)用于光催化、太陽能電池等領(lǐng)域。由于CuO半導(dǎo)體在光照時產(chǎn)生的光生電子和空穴復(fù)合率較高，其光催化效率較低。本文主要研究在Cu基底上制備CuO納米材料及其CuO/Ag復(fù)合納米材料，并研究制備條件對于CuO納米材料和CuO/Ag復(fù)合納米材料的結(jié)構(gòu)、形貌和光催化性能的影響。本文研究內(nèi)容主要包括以下內(nèi)容:
　　1.采用簡單濕

2、化學(xué)法在Cu基底上合成花狀CuO納米材料。研究了Na2S2O3的濃度和NaOH濃度對于CuO納米材料的結(jié)構(gòu)、形貌和光催化性能的影響。并對簡單濕化學(xué)法制備花狀CuO納米材料的機理進行初步探索。實驗表明:當(dāng)Na2S2O3的濃度大于0.4 mol/L，可以在Cu基底上制備出花狀CuO納米材料;當(dāng)NaOH濃度為2.5 mol/L可以制備出花狀CuO納米材料，低濃度的NaOH(＜1mol/L)制備的CuO呈現(xiàn)蜂窩狀結(jié)構(gòu)，高濃度的NaOH(＞3.5

3、 mol/L)制備的CuO為納米線和納米片的復(fù)合體;花狀CuO納米材料的光催化性能明顯高于制備的非花狀CuO納米材料，花狀CuO納米材料具有很好的光催化穩(wěn)定性。
　　2.以聚乙烯醇400(PEG400，Mw=400)作為表面活性劑和還原劑，采用光化學(xué)沉積法在花狀CuO納米材料的表面沉積Ag單質(zhì)來制備CuO/Ag復(fù)合納米材料。研究AgNO3的濃度和光化學(xué)沉積時間對于CuO/Ag復(fù)合納米材料的結(jié)構(gòu)、形貌和光催化性能的影響，并對光化學(xué)沉

4、積法制備CuO/Ag復(fù)合納米材料的機理進行初步探索。實驗表明:隨著AgNO3的濃度增大，光化學(xué)沉積Ag納米顆粒的體積先增大，后減小，形成均勻的小納米顆粒覆蓋在CuO納米線的表面;隨著AgNO3的濃度的增大，制備的CuO/Ag復(fù)合納米材料的光催化降解MO效率先增大后減小，在6mmol/L的AgNO3的制備的CuO/Ag復(fù)合納米材料的光催化降解MO效率最高，達到了98.7％;光化學(xué)沉積反應(yīng)2h后，CuO納米線的表面才會出現(xiàn)明顯的Ag納米顆粒

5、。隨著光化學(xué)沉積反應(yīng)時間的延長，Ag納米顆粒的體積增大，CuO/Ag復(fù)合納米材料光催化效率也逐漸提高。
　　3.采用水熱法在Cu基底上制備由納米片組成的花狀CuO納米材料。研究反應(yīng)溫度、時間、NaOH和PEG4000含量對CuO納米材料的結(jié)構(gòu)、形貌和光催化性能的影響。并對水熱法制備CuO納米材料的機理進行初步探索，實驗表明:NaOH含量的增大，制備的CuO的納米花的直徑增大，光催化效率提高;反應(yīng)溫度升高，CuO納米花的數(shù)量增加，C