PDF《不同实验因素对氧化锌光催化性能的影响》

不同实验因素对氧化锌光催化性能的影响 ① 周珊1,陶辉锦 1,

2 ,尹健3,张东阳

1 ,许昊1(1.

中南大学 材料科学与工程学院, 湖南 长沙 410083;

2. 中南大学 有色金属材料科学与工程教育部重点实验室, 湖南 长沙 410083;

3. 粉末冶金国 家重点实验室, 湖南 长沙 410083) 摘要: 以氯化锌和氢氧化钠等为原料, 借助正交实验设计方法, 通过水热法合成了具有不同形貌和光催化活性的 ZnO 粉体材料. 采用 XRD、 SEM 及紫外- 可见分光光度计等表征方法研究了 Zn2 + /OH - 离子比、 Zn2 + 浓度、 水热温度和水热时间等因素对 ZnO 微观 形貌和光催化性能的影响.结果表明, Zn2 + /OH - 离子比对 ZnO 的粒径、 微观形貌和光催化性能有较大的影响.当Zn2 + /OH - 离子 比为 1∶

5 时, ZnO 粉末样品呈现二维片层状形貌, 且光催化活性优于长径比较大的棒状或棱柱状 ZnO, 这可能是片状形貌 ZnO 的比 表面积和活性面较大的缘故. 关键词: 正交设计;

二维片层状氧化锌粉末;

水热法;

光催化 中图分类号: TB321 文献标识码: A doi: 10.

3969 /j. issn.

0253 - 6099. 2017. 05.

023 文章编号:

0253 - 6099( 2017)

05 -

0095 -

04 Influences of Different Experimental Factors on Photocatalytic Performance of Zinc Oxide ZHOU Shan1 ,TAO Hui- jin1,

2 ,YIN Jian3 ,ZHANG Dong- yang1 ,XU Hao1 ( 1. School of Material Science and Engineering, Central South University, Changsha 410083, Hunan, China;

2. Key Lab of Nonferrous Materials Science and Engineering of Ministry of Education,Central South University,Changsha 410083, Hunan,China;

3. State Key Laboratory of Powder Metallurgy,Changsha 410083,Hunan,China) Abstract: Zinc oxide powder materials with different morphologies and photocatalytic activities were prepared from zinc chloride and sodium hydroxide by hydrothermal method based on the orthogonal experiment design method. The effects of mole ratio of Zn2 + /OH - ,concentration of Zn2 + ,hydrothermal temperature and time on the microstructure and photocatalytic performance of ZnO were studied by XRD,SEM and ultraviolet- visible spectrophotometer. Results suggest the mole ratio of Zn2 + /OH - has a major influence on the particle size,morphology and photocatalytic activity of ZnO. The planar sheet- like ZnO prepared with the mole ratio of Zn2 + /OH - at 1∶

5 has better photocatalytic property than the rod- like or prismatic ZnO due to the larger specific surface area and active surface. Key words: orthogonal design;

planar sheet- like ZnO;

hydrothermal method;

photocatalysis 当前水污染问题日益严重.在众多水污染防治和 水体质量改善方法策略中, 利用半导体材料进行光催 化来降解污染物的方法以其高效安全、 方便低廉的优 势得到科研人员的青睐.在众多半导体光催化材料 中, 氧化锌是一种宽禁带( 3.

37 eV) 的直接带隙半导 体材料, 可以通过控制其缺陷能级或引入杂质能级等 方法来提高其光催化活性, 前人已经在这方面开展了 大量工作 [1 -

9 ] .在制备方法上, 液相法中的水热合成 法制备纳米 ZnO 的技术比较成熟 [10 -

13 ] 、 生长机理研 究成果显著 [14 -

15 ] , 特别是水热法制备具有低温安全, 产物结晶性好和形貌可控等优点而被广泛应用.本文 采用水热法结合正交设计制备光催化性能优良的 ZnO 粉体材料, 选取 Zn2 + /OH - 比( 摩尔比) 、 Zn2 + 浓度、 水 热温度及水热时间