微波辅助水热法合成多孔ZnO和催化性能研究

发布时间：2017-11-19 03:09

  本文关键词：微波辅助水热法合成多孔ZnO和催化性能研究

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【摘要】：近年来,我国经济社会快速发展,人们生活水平也稳步提高。经济迅速发展带来的环境污染问题也越来越引起人们的关注,尤其是难以处理的印染行业废水,进入水体或土壤都会严重影响生态平衡,严重威胁人类身体健康。因此,有效处理此类废水对保持经济社会继续发展的具有重要的意义。ZnO是一种重要的宽带隙半导体材料,禁带宽度为3.37eV,室温下激子束缚能为60meV,在紫外光照射下能产生电子激发,具有重要的光催化应用价值。为提高其光催化效果,提高其比表面积、较好的孔径分布成为ZnO研究的方向之一。本文首先通过微波辅助水热法成功制备出了高表面积、孔径分布较均匀的多孔氧化锌微球,进而对其光催化性能进行了测试。第二章介绍了蜂巢和玫瑰状多孔ZnO微球的合成方法。实验以乙酸锌为锌源,尿素为沉淀剂,甘氨酸为配位剂,PVP为模板剂在微波环境中回流反应得到Zn5(CO3)2(OH)6前驱体,然后在450℃马弗炉中焙烧两小时得到Zn O产物。经过XRD、N2吸附-脱附、SEM、TEM等方法对其进行表征。结果表明,Zn5(CO3)2(OH)6前驱体为单斜晶系水锌矿结构,Zn O为六方纤锌矿结构,结晶度高,且退火过程在450℃下得到的ZnO晶型最好,TG-DTA结果也证明了这一点。Zn O的形貌随着离子浓度和尿素用量的变化也在变化,离子浓度较高时粒子团聚现象严重,尿素用量变大氧化锌的颗粒变大比表面积也随之下降。最后提出了氧化锌微球生长经历的五个过程:水解、成核、纳米粒子的形成、纳米粒子聚集形成纳米片以及纳米片定向组装。第三章进行了ZnO的光催化降解甲基橙的性能测试。通过在紫外灯照射下对甲基橙的光催化降解研究了的ZnO的催化活性,结果表明在紫外灯照射下ZnO有很好的催化效果,特别是在偏酸性溶液中的催化效果要比中性和偏碱性时催化效果好,反应3h后最高能够达到92%的降解率。本章还对不同催化剂用量和不同反应时间的降解率都进行了对比。
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;TQ132.41

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本文编号：1202098