论文部分内容阅读
纳米氧化锌因其具有体积效应、表面效应、量子尺寸效应、介电限域效应,呈现出普通材料所不具备的性质,广泛应用于生物医学、涂料工业、家居制品等方面,尤其在消除环境污染问题上,纳米氧化锌所具有的光催化性能已成为各国专家研究的热点。在光的照射下,纳米氧化锌能使有机污染物发生氧化还原反应,逐步将其降解,最终氧化为对环境友好的二氧化碳、水和无毒的无机小分子。这为治理有机污染物提供了一种全新的思路。(1)本论文在用液相合成法水热法制备氧化锌纳米球的基础上,成功的制备了铋掺杂的氧化锌微球结构。本论文以甲基橙水溶液为目标物,研究了氧化锌纳米球与铋掺杂的氧化锌微球对甲基橙的光催化降解的影响。(2)通过改变温度、时间,探索在不同条件下所得的氧化锌样品对甲基橙的降解影响,在此基础上,再通过改变温度、铋掺杂浓度等实验参数,探索在不同条件下生长的掺铋氧化锌样品对甲基橙的光催化性能,进而优化得出掺铋氧化锌的最佳实验条件。通过扫描电子显微镜,X射线衍射谱表征手段对所得的样品的形貌、材料组分进行分析,结合产物的光催化效率,较深入地研究了纳米氧化锌的生长机理和光催化机理。通过不同工艺下的掺铋纳米氧化锌的光催化性能比较,得出以下结论:(1)延长反应时间有助于氧化锌纳米球数量的增长,对球表面形貌没有太大的影响;提高液相合成温度会导致部分氧化锌微球破裂,而尺寸会有所下降。(2)掺杂铋之后的氧化锌的光催化效率明显高于没有掺杂铋的氧化锌。(3)在温度为90°C,反应时间为3小时,六水合硝酸锌的浓度为0.002mol/L,六次甲基四胺的浓度为0.002mol/L,二水合柠檬酸钠浓度为0.0025mol/L,五水硝酸铋的浓度为0.0001mol/L,铋离子的掺杂比为5%的条件下,氧化锌微球能在4个小时内将1×10-5mol/L的甲基橙溶液降解25%。