ZnO（S）半导体复合材料的制备及光催化性能研究

发布时间：2017-09-15 02:26

  本文关键词：ZnO（S）半导体复合材料的制备及光催化性能研究

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【摘要】：ZnO(S)半导体复合材料是近年来发展起来的一种新型高效的光催化材料,在降解污染物等治理环境污染方面有着广阔应用前景。本文从有机物、金属、无机物三个方面,分别合成聚苯乙烯/ZnS、Fe3+/Cu2+掺杂铝基ZnO及ZnO/GO复合材料,通过对其形貌和结构的表征,研究了三种复合材料的性能和光催化机理。研究的主要内容如下:1、以羟基化聚苯乙烯微粒为模板,通过化学组装的方法得到分散性较好的球形ZnS/PSt复合粒子,采用红外光谱,热重分析仪表征其结构,扫描电子显微镜以及透射电子显微镜观察其形貌,紫外可见光谱仪分析复合粒子的性能。结果表明复合粒子粒径约为1微米,可以通过加入KH-570的量来控制聚苯乙烯表面羟基的含量,进而控制ZnS壳层的厚度,并且复合粒子的紫外可见吸光强度随着ZnS壳层厚度的增加而增大。2、以硝酸锌和六亚甲基四胺为反应试剂,硝酸铜或氯化铁为掺杂试剂,通过水浴加热方法在洁净的铝基表面生长出形貌均一的掺杂铁或铜纳米盘型氧化锌。利用扫描电子显微镜对纳米结构的形貌进行表征,结果表明,掺杂元素的含量对纳米结构的形貌具有一定的影响;X射线电子衍射结果表明,铁或铜元素已经掺入到纳米氧化锌中,并以氧化物形式存在。利用制得的掺杂铁或铜纳米结构氧化锌进行可见光催化甲基橙实验,结果表明,铜或铁离子的掺杂会对ZnO的光催化性能产生影响,影响的程度与Fe或Cu的掺杂比例有关。3、采用密闭氧化法制备出氧化石墨,通过水热法与氧化锌复合。通过X射线衍射(XRD)、BET表征、扫描电镜(SEM)、红外光谱分析(FT-IR)和催化降解甲基橙等方法对ZnO/GO复合材料进行表征,催化结果表明,所制备的ZnO/GO复合材料对甲基橙有很好的催化降解作用,且降解能力与GO浓度有关。
【关键词】：半导体 ZnO ZnS 复合材料 光催化
【学位授予单位】：聊城大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB332;O643.36
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 前言7-8
• 第一章 绪论8-22
• 1.1 光催化性半导体材料8-13
• 1.2 ZnO(S)半导体光催化材料13-20
• 1.3 光催化复合材料的研究现状20-21
• 1.4 本课题的研究意义和内容21-22
• 第二章 PSt/ZnS复合粒子制备与表征22-28
• 2.1 实验部分22-24
• 2.2 样品测试24
• 2.3 结果与讨论24-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 铁、铜掺杂铝基ZnO纳米结构制备及光催化性能研究28-37
• 3.1 实验部分28-31
• 3.2 样品测试31
• 3.3 结果与讨论31-36
• 3.4 小结36-37
• 第四章 ZnO/GO复合材料的制备及其性能表征37-45
• 4.1 实验部分37-39
• 4.2 样品测试39-40
• 4.3 结果与讨论40-43
• 4.4 反应机理的探讨43-44
• 4.5 小结44-45
• 第五章 结论45-46
• 参考文献46-53
• 致谢53-54
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文54

【参考文献】

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本文编号：853770