Ag/ZnO分级结构的控制合成及性能研究
发布时间：2023-05-31 20:05
本文以乙酸锌为锌源,硝酸银(AgNO3)为银源,采用水溶液中低温沉淀反应,制备Ag/ZnO前驱体,经300℃焙烧得到Ag/ZnO分级结构。通过调节沉淀剂和配位剂的类型和浓度,实现不同形态结构Ag/ZnO组装体的可控制备。采用X-射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对样品的晶型、形貌进行了分析表征;采用紫外-可见固体漫反射光谱(DRS)和光致发光光谱(PL)对Ag/ZnO的光学性能进行表征,测试了电化学阻抗谱(EIS)和Mott-Schottky曲线等电化学性能。考察了样品对水中有机染料的光催化降解性能和吸附性能以及光解水制氢性能。主要研究内容概括如下:(1)通过低温液相沉淀再焙烧路线制备了有纳米片组装而成的多孔Ag/Zn O多级结构。通过光催化降解4-NP以及光解水制氢评价了样品的光催化活性。结果表明,负载贵金属Ag对样品光催化活性有很大的影响。通过UV-vis漫反射光谱以及Mott-Schottky技术研究了负载Ag后增强样品光催化活性的因素。通过活性物种捕获实验,探究了光催化过程中的活性自由基,讨论了可能的光催化机理。结果表明,负载Ag后样品光催...
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 光催化技术研究概况
1.2 半导体光催化基本原理
1.2.1 半导体光催化反应过程
1.2.2 半导体光催化活性的影响因素
1.2.2.1 半导体能带位置
1.2.2.2 缺陷
1.2.2.3 晶体结构
1.2.2.4 粒径尺寸
1.3 ZnO纳米材料简介
1.4 Ag/ZnO复合材料的制备方法
1.4.1 水热法和溶剂热法
1.4.2 溶胶-凝胶法
1.4.3 电沉积法
1.4.4 微波法
1.4.5 球磨法
1.4.6 沉淀法
1.5 Ag/ZnO复合材料的应用
1.5.1 处理废水
1.5.2 提供绿色能源
1.5.3 抗菌杀菌
1.5.4 净化屋内污染气体
1.6 选题依据与研究内容
1.6.1 选题依据
1.6.2 研究内容
第二章 实验原料、仪器、表征及性能测试方法
2.1 实验原料及试剂
2.2 实验仪器
2.3 材料表征
2.3.1 X射线粉末衍射仪(XRD)
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.3 比表面积(BET)
2.3.4 紫外-可见固体漫反射(UV-Vis DRS)
2.4 Ag/ZnO复合材料性能测试
2.4.1 Ag/ZnO复合材料光催化降解对染料性能测试
2.4.2 Ag/ZnO光解水制氢性能测试
2.4.3 Ag/ZnO光电化学性能测试
2.4.4 吸附性能研究
第三章 多孔Ag/ZnO分级结构的制备及性能
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 Ag/ZnO前驱体的制备
3.2.2 Ag/ZnO复合材料的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 XRD表征及分析
3.3.2 多孔Ag/ZnO复合材料形貌分析
3.3.3 实验参数对多孔Ag/ZnO分级结构形貌的影响
3.3.3.1 焙烧对产物形貌的影响
3.3.3.2 反应时间对产物形貌的影响
3.3.3.3 反应温度对产物形貌的影响
3.3.3.4 沉淀剂用量对产物形貌的影响
3.3.3.5 配位剂种类对产物形貌的影响
3.3.4 多孔Ag/ZnO分级结构样品的N2等温吸附-脱附表征
3.3.5 多孔Ag/ZnO分级结构样品的紫外-可见固体漫反射分析
3.3.6 多孔Ag/ZnO分级结构样品的光致发光光谱分析
3.3.7 多孔Ag/ZnO分级结构样品光催化降解性能测试
3.3.7.1 多孔Ag/ZnO分级结构样品光催化降解 4-NP
3.3.7.2 实验参数对Ag/ZnO光催化活性的影响
3.3.7.3 多孔Ag/ZnO分级结构样品光催化稳定性
3.3.7.4 多孔Ag/ZnO分级结构样品对不同类型染料光催化活性
3.3.7.5 电子捕获剂对多孔Ag/ZnO分级结构样品光催化活性的影响
3.3.8 多孔Ag/ZnO分级结构样品光解水制氢性能测试
3.3.8.1 牺牲试剂对光催化剂产氢量的影响
3.3.8.2 负载贵金属Ag对ZnO光解水性能的影响
3.3.9 多孔Ag/ZnO分级结构样品光电化学性能测试
3.3.9.1 多孔Ag/ZnO分级结构样品的阻抗谱(EIS)
3.3.9.2 多孔Ag/ZnO复合材料的莫特-肖特基曲线(Mott-Schottky)
3.3.9.3 多孔Ag/ZnO复合材料的光电解水制氢活性表征(PEC)
3.3.10 多孔Ag/ZnO分级结构样品光催化降解机理
3.3.11 多孔Ag/ZnO分级结构样品的吸附性能测试
3.3.11.1 多孔Ag/ZnO分级结构样品对刚果红的吸附性能
3.3.11.2 吸附时间对多孔Ag/ZnO吸附剂吸附对刚果红的性能影响
3.3.11.3 多孔Ag/ZnO吸附剂吸附刚果红的动力学研究
3.3.11.4 多孔Ag/ZnO吸附剂吸附刚果红的吸附理论
3.3.11.5 pH值对刚果红吸附量的影响
3.4 本章小结
第四章 Ag/ZnO纳米线分级结构的制备及性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 Ag/ZnO前驱体纳米线的制备
4.2.2 Ag/ZnO纳米线的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 XRD表征及分析
4.3.2 多孔Ag/ZnO复合材料形貌分析
4.3.3 实验参数对Ag/ZnO纳米线形貌的影响
4.3.3.1 焙烧对产物形貌的影响
4.3.3.2 配位剂用量对产物形貌的影响
4.3.3.3 Ag掺杂量对产物形貌的影响
4.3.4 N2等温吸附-脱附表征
4.3.5 Ag/ZnO纳米线样品的紫外-可见固体漫反射分析
4.3.6 Ag/ZnO纳米线样品的光致发光光谱分析
4.3.7 Ag/ZnO纳米线样品光催化降解性能测试
4.3.7.1 Ag/ZnO纳米线样品光催化降解MB
4.3.7.2 Ag负载量对ZnO光催化活性的影响
4.3.7.3 Ag/ZnO纳米线样品光催化稳定性
4.4 样品生长机理
4.5 本章小结
第五章 纳米带Ag/ZnO分级结构的制备及性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 Ag/ZnO前驱体的制备
5.2.2 Ag/ZnO复合材料的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 XRD表征及分析
5.3.2 样品形貌分析
5.3.3 实验参数对样品形貌的影响
5.3.3.1 焙烧对产物形貌的影响
5.3.3.2 沉淀剂用量对产物形貌的影响
5.3.3.3 贵金属源对产物形貌的影响
5.3.4 纳米带Ag/ZnO组装结构光催化降解次甲基蓝性能测试
5.3.4.1 纳米带Ag/ZnO组装结构光催化降解次甲基蓝
5.3.4.2 不同尿素用量得到的Ag/ZnO样品对MB的降解效率的影响
5.3.4.3 纳米带Ag/ZnO组装结构光催化稳定性
5.3.4.4 香豆素荧光法检测光催化过程中·OH含量
5.3.5 不同尿素使用量对纳米带Ag/ZnO组装结构光解水性能的影响
5.3.6 纳米带Ag/ZnO组装结构光电化学性能测试
5.3.6.1 纳米带Ag/ZnO组装结构的阻抗谱(EIS)
5.3.6.2 纳米带Ag/ZnO组装结构的莫特-肖特基曲线(Mott-Schottky)测试
5.3.6.3 纳米带Ag/ZnO组装结构的光电流谱(I-t)测试
5.3.6.4 纳米带Ag/ZnO组装结构的I-V曲线测试
5.3.7 Pt/ZnO复合材料光解水制氢性能测试
5.3.7.1 牺牲试剂对Pt/ZnO复合材料产氢量的影响
5.3.7.2 负载贵金属Pt对ZnO光解水性能的影响
5.3.7.3 不同Pt掺杂量对ZnO光解水性能的影响
5.3.7.4 贵金属/ZnO光解水解机理
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表及待发表的学术论文目录
本文编号：3825914
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 光催化技术研究概况
1.2 半导体光催化基本原理
1.2.1 半导体光催化反应过程
1.2.2 半导体光催化活性的影响因素
1.2.2.1 半导体能带位置
1.2.2.2 缺陷
1.2.2.3 晶体结构
1.2.2.4 粒径尺寸
1.3 ZnO纳米材料简介
1.4 Ag/ZnO复合材料的制备方法
1.4.1 水热法和溶剂热法
1.4.2 溶胶-凝胶法
1.4.3 电沉积法
1.4.4 微波法
1.4.5 球磨法
1.4.6 沉淀法
1.5 Ag/ZnO复合材料的应用
1.5.1 处理废水
1.5.2 提供绿色能源
1.5.3 抗菌杀菌
1.5.4 净化屋内污染气体
1.6 选题依据与研究内容
1.6.1 选题依据
1.6.2 研究内容
第二章 实验原料、仪器、表征及性能测试方法
2.1 实验原料及试剂
2.2 实验仪器
2.3 材料表征
2.3.1 X射线粉末衍射仪(XRD)
2.3.2 扫描电子显微镜(SEM)
2.3.3 比表面积(BET)
2.3.4 紫外-可见固体漫反射(UV-Vis DRS)
2.4 Ag/ZnO复合材料性能测试
2.4.1 Ag/ZnO复合材料光催化降解对染料性能测试
2.4.2 Ag/ZnO光解水制氢性能测试
2.4.3 Ag/ZnO光电化学性能测试
2.4.4 吸附性能研究
第三章 多孔Ag/ZnO分级结构的制备及性能
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 Ag/ZnO前驱体的制备
3.2.2 Ag/ZnO复合材料的制备
3.3 结果与讨论
3.3.1 XRD表征及分析
3.3.2 多孔Ag/ZnO复合材料形貌分析
3.3.3 实验参数对多孔Ag/ZnO分级结构形貌的影响
3.3.3.1 焙烧对产物形貌的影响
3.3.3.2 反应时间对产物形貌的影响
3.3.3.3 反应温度对产物形貌的影响
3.3.3.4 沉淀剂用量对产物形貌的影响
3.3.3.5 配位剂种类对产物形貌的影响
3.3.4 多孔Ag/ZnO分级结构样品的N2等温吸附-脱附表征
3.3.5 多孔Ag/ZnO分级结构样品的紫外-可见固体漫反射分析
3.3.6 多孔Ag/ZnO分级结构样品的光致发光光谱分析
3.3.7 多孔Ag/ZnO分级结构样品光催化降解性能测试
3.3.7.1 多孔Ag/ZnO分级结构样品光催化降解 4-NP
3.3.7.2 实验参数对Ag/ZnO光催化活性的影响
3.3.7.3 多孔Ag/ZnO分级结构样品光催化稳定性
3.3.7.4 多孔Ag/ZnO分级结构样品对不同类型染料光催化活性
3.3.7.5 电子捕获剂对多孔Ag/ZnO分级结构样品光催化活性的影响
3.3.8 多孔Ag/ZnO分级结构样品光解水制氢性能测试
3.3.8.1 牺牲试剂对光催化剂产氢量的影响
3.3.8.2 负载贵金属Ag对ZnO光解水性能的影响
3.3.9 多孔Ag/ZnO分级结构样品光电化学性能测试
3.3.9.1 多孔Ag/ZnO分级结构样品的阻抗谱(EIS)
3.3.9.2 多孔Ag/ZnO复合材料的莫特-肖特基曲线(Mott-Schottky)
3.3.9.3 多孔Ag/ZnO复合材料的光电解水制氢活性表征(PEC)
3.3.10 多孔Ag/ZnO分级结构样品光催化降解机理
3.3.11 多孔Ag/ZnO分级结构样品的吸附性能测试
3.3.11.1 多孔Ag/ZnO分级结构样品对刚果红的吸附性能
3.3.11.2 吸附时间对多孔Ag/ZnO吸附剂吸附对刚果红的性能影响
3.3.11.3 多孔Ag/ZnO吸附剂吸附刚果红的动力学研究
3.3.11.4 多孔Ag/ZnO吸附剂吸附刚果红的吸附理论
3.3.11.5 pH值对刚果红吸附量的影响
3.4 本章小结
第四章 Ag/ZnO纳米线分级结构的制备及性能
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 Ag/ZnO前驱体纳米线的制备
4.2.2 Ag/ZnO纳米线的制备
4.3 结果与讨论
4.3.1 XRD表征及分析
4.3.2 多孔Ag/ZnO复合材料形貌分析
4.3.3 实验参数对Ag/ZnO纳米线形貌的影响
4.3.3.1 焙烧对产物形貌的影响
4.3.3.2 配位剂用量对产物形貌的影响
4.3.3.3 Ag掺杂量对产物形貌的影响
4.3.4 N2等温吸附-脱附表征
4.3.5 Ag/ZnO纳米线样品的紫外-可见固体漫反射分析
4.3.6 Ag/ZnO纳米线样品的光致发光光谱分析
4.3.7 Ag/ZnO纳米线样品光催化降解性能测试
4.3.7.1 Ag/ZnO纳米线样品光催化降解MB
4.3.7.2 Ag负载量对ZnO光催化活性的影响
4.3.7.3 Ag/ZnO纳米线样品光催化稳定性
4.4 样品生长机理
4.5 本章小结
第五章 纳米带Ag/ZnO分级结构的制备及性能
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 Ag/ZnO前驱体的制备
5.2.2 Ag/ZnO复合材料的制备
5.3 结果与讨论
5.3.1 XRD表征及分析
5.3.2 样品形貌分析
5.3.3 实验参数对样品形貌的影响
5.3.3.1 焙烧对产物形貌的影响
5.3.3.2 沉淀剂用量对产物形貌的影响
5.3.3.3 贵金属源对产物形貌的影响
5.3.4 纳米带Ag/ZnO组装结构光催化降解次甲基蓝性能测试
5.3.4.1 纳米带Ag/ZnO组装结构光催化降解次甲基蓝
5.3.4.2 不同尿素用量得到的Ag/ZnO样品对MB的降解效率的影响
5.3.4.3 纳米带Ag/ZnO组装结构光催化稳定性
5.3.4.4 香豆素荧光法检测光催化过程中·OH含量
5.3.5 不同尿素使用量对纳米带Ag/ZnO组装结构光解水性能的影响
5.3.6 纳米带Ag/ZnO组装结构光电化学性能测试
5.3.6.1 纳米带Ag/ZnO组装结构的阻抗谱(EIS)
5.3.6.2 纳米带Ag/ZnO组装结构的莫特-肖特基曲线(Mott-Schottky)测试
5.3.6.3 纳米带Ag/ZnO组装结构的光电流谱(I-t)测试
5.3.6.4 纳米带Ag/ZnO组装结构的I-V曲线测试
5.3.7 Pt/ZnO复合材料光解水制氢性能测试
5.3.7.1 牺牲试剂对Pt/ZnO复合材料产氢量的影响
5.3.7.2 负载贵金属Pt对ZnO光解水性能的影响
5.3.7.3 不同Pt掺杂量对ZnO光解水性能的影响
5.3.7.4 贵金属/ZnO光解水解机理
5.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
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