水热法制备纳米氧化锌及其光催化性质的研究

发布时间：2017-04-08 01:15

  本文关键词：水热法制备纳米氧化锌及其光催化性质的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：纳米氧化锌因其很小的微粒尺寸，其比表面积较一般氧化锌粒子要大很多，具有其块状物料没有的表面与界面效应，小尺寸效应，量子尺寸效应，，宏观量子隧道效应等。使其在很多领域都有非常重要的应用价值。本文通过水热法加入不同配比和不同类别的表面活性剂和掺杂钠钾离子，和对反应体系的某些条件来控制合成纳米氧化锌的微观形貌，并且对改变条件和表面活性剂的不同的纳米氧化锌对次甲基蓝的水溶液的光催化活性进行了初步的研究和探讨。在实验中我们发现，添加不同表面活性剂、掺杂有不同金属离子的纳米氧化锌的光催化的活性不同。 本文主要内容如下： 首先简单介绍了纳米材料及纳米氧化锌的性能，制备，应用和表征的手段，并且对表面活性剂的类别和应用做了概述。 二、以尿素、乙酸锌、草酸钠和草酸钾为原料，用水热法通过改变不同的焙烧温度制备纳米氧化锌。所得的样品使用X射线粉末衍射仪（XRD）、傅里叶红外光谱仪（FT-IR）、扫描电子显微镜（SEM）、高分辨率透射电镜（HRTEM）、透射电子显微镜（TEM）对其进行了表征，得出结果，掺杂不同主族金属钠、钾离子的纳米氧化锌其形貌和粒径分布大不相同。其中，焙烧温度为600℃制备的掺杂有金属钠、钾离子的纳米氧化锌具有较小的粒径和分散性。 三、以尿素和乙酸锌为原料，通过水热法成功制备了只添加单一表面活性剂SDS(十二烷基硫酸钠)，非离子表面活性剂：PEG6000（聚乙二醇6000）表面改性的纳米氧化锌和通过添加比例不同的两种表面活性剂表面改性的纳米氧化锌。发现使用不同比例以及不同种类的表面活性剂合成的纳米氧化锌具有不同的形貌和粒径，并用XRD、FT-IR、SEM、TEM、HRTEM对产品进行了表征。根据其表征结果发现，应用不同种类和不同配比的表面活性剂合成的纳米氧化锌对产品的尺寸和形貌有较大的影响。 四、自制的上述纳米氧化锌对水溶性有机染料次甲基蓝作为模拟污染物的水溶液进行了光的催化降解实验，并根据实验结果探讨了制备的纳米氧化锌的结构和形貌对其光催化活性的影响。其中，掺杂有钠或钾金属离子的纳米氧化锌600℃焙烧的样品比在400℃和800℃焙烧的样品的光催化活性更好。通过加入不同种类和配比的表面活性剂制备的纳米氧化锌的所有产品中，加入PEG6000和SDS(十二烷基硫酸钠)比例为1:3的光催化性能最好。通过实验数据发现光催化活性是与产品的形貌，粒子的尺寸大小等多种因素有关。
【关键词】：纳米氧化锌 水热法 表面活性剂 掺杂金属 染料 光催化
【学位授予单位】：曲阜师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：O614.241;TB383.1
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 综述8-11
• 1.1 纳米材料的概念8-9
• 1.1.1 纳米材料的表面与界面效应8
• 1.1.2 纳米材料的体积效应8-9
• 1.1.3 量子尺寸效应9
• 1.1.4 宏观量子隧道效应9
• 1.2 纳米材料的制备方法9-10
• 1.2.1 固相法9
• 1.2.2 液相法9-10
• 1.2.3 气相法10
• 1.3 纳米氧化锌的应用10-11
• 第二章 表面活性剂的概述11-13
• 2.1 表面活性剂的定义以及分类11-12
• 2.1.1 阳离子表面活性剂11
• 2.1.2 阴离子表面活性剂11
• 2.1.3 非离子表面活性剂11
• 2.1.4 两性表面活性剂11-12
• 2.2 表面活性剂的复配12
• 2.3 表面活性剂的性能12
• 2.4 表面活性剂在纳米材料制备中的应用12-13
• 第三章 水热法制备钠和钾掺杂的纳米氧化锌及其光催化性能的研究13-23
• 3.1 钠、钾掺杂的纳米氧化锌粉体的制备及表征13-19
• 3.1.1 实验部分14
• 3.1.2 产品表征和结果讨论14-19
• 3.2 纳米氧化锌的光催化活性的研究19-23
• 3.2.1 实验部分19
• 3.2.2 光催化降解实验19-20
• 3.2.3 结果与讨论20-23
• 第四章 两种阳离子表面活性剂表面改性的纳米氧化锌的制备及其光催化性质的研究23-28
• 4.1 两种阳离子表面活性剂表面改性的纳米氧化锌的制备及其表征23-26
• 4.1.1 实验部分23
• 4.1.2 产品表征和结果讨论23-26
• 4.2 纳米氧化锌光催化活性的研究26-28
• 4.2.1 实验部分26-27
• 4.2.2 结果与讨论27-28
• 第五章 非离子和阴离子表面活性剂表面改性的纳米氧化锌的制备及其光催化性质的研究28-35
• 5.1 非离子和阴离子表面活性剂表面改性的纳米氧化锌的合成及其表征28-32
• 5.1.1 实验部分28-29
• 5.1.2 产品表征和结果讨论29-32
• 5.2 纳米氧化锌光催化活性的研究32-35
• 5.2.1 实验部分32-33
• 5.2.2 结果与讨论33-35
• 第六章 非离子和阳离子表面活性剂表面改性的纳米氧化锌的制备及其光催化性质的研究35-43
• 6.1 非离子和阳离子表面活性剂表面改性的纳米氧化锌制备及其表征35-39
• 6.1.1 实验部分35
• 6.1.2 产品表征和结果讨论35-39
• 6.2 纳米氧化锌光催化性质的研究39-43
• 6.2.1 实验部分39-40
• 6.2.2 结果与讨论40-43
• 第七章 总结与展望43-44
• 7.1 总结43
• 7.2 展望43-44
• 参考文献44-49
• 致谢49

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 周富荣,郭晓洁,匡亚琴;反胶束微乳液法制备纳米ZnO[J];应用化工;2005年11期

2 李林刚;唐渝;张渊明;杨骏;;表面活性剂在纳米材料形貌控制中的应用[J];现代化工;2005年S1期

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本文编号：291757