ZnO/ZnS异质结构纳米材料的制备及其光催化还原Cr(Ⅵ)的研究

伴随着全球经济的高速发展,能源短缺和环境恶化问题引来了诸多的关注,就目前的研究结果来说,利用太阳能进行光催化还原是最好的解决途径,而宽禁带半导体ZnO是一直被人们广泛关注的光催化材料.本研究采用化学沉淀法制备得到花状ZnO,并以其为基底成功制得复合的ZnO/ZnS异质结构纳米材料.采用XRD、SEM、PL等一系列表征手...     

ZnO/ZnS异质结构纳米棒的制备及性能研究

本文利用低温二步水热法在ITO玻璃衬底上制备了ZnO/ZnS异质结构纳米棒,研究和比较了Zn O纳米棒和ZnO/ZnS异质结构纳米棒的形貌,结构和光学等特性。结果表明:未掺杂的ZnO纳米棒具有明显的六角结构表面,良好的晶体结构和c轴生长取向;ZnO/ZnS异质结构纳米棒的形貌和光学性质都发生了变化,纳米棒直径变化范围大,六角结构表面六边形不规则,且引入了较多的深能级缺陷。     

Bi/BiOBr/ZnO异质结的制备及其光催化性能研究

本文采用水热/溶剂热合成法,制备了Bi/BiOBr/ZnO复合光催化剂,采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）进行了结构表征,通过Bi/BiOBr/ZnO复合光催化剂在可见光下对甲基橙的降解效果,考察其光催化性能。结果表明,Bi/BiOBr/ZnO复合光催化剂的光催化性能很好,20min内对甲基橙的降解率最高可达到94%,是ZnO的14倍,BiOBr的7倍,BiOBr/ZnO的2倍。Bi/BiOBr/ZnO复合光催化剂催化效率的提高,得益于异质结构促进了光生电子/空穴对的分离。本工作可为铋基光催化剂的合成及其在废水处理方面的应用提供参考。     

异质结ZnO/ZnS纳米线的制备及其光电性能的研究

在本文中,首先通过水热法得到Zn O NWs,接着运用湿化学法得到刻蚀之后的Zn O NWs,不仅增大其比表面积,进而增加了该样品的光生载流子浓度,从而提高了其光电催化性能,因此,在1.23V vs RHE,刻蚀之后的光电流值为0.64 m A·cm-2,而原始的Zn O NWs的光电流密度为0.4 m A·cm-2,接着继续运用湿化学浸泡法,即可得到核壳结构的Zn O/Zn S NWs,壳层Zn S对核层Zn O有保护作用,这样就避免Zn O与电解液直接接触而发生光腐蚀,此外,由于Zn O和Zn S形成异质结,因此减少光生空穴与电子的复合,进而提高了该材料的光电性能,其光电流达到最大为1.42 m A·cm-2。     

S型ZnO/ZnS复合材料的制备与制氢性能研究

先通过煅烧前驱体的方式获得Zn O分级花球,再通过简单的离子交换法制取分级结构的Zn O/Zn S复合花球。结果表明:当Zn S/Zn O的物质的量比为1.5时在太阳光下的光催化制氢性活性(9.97mmol g-1h-1)最佳。DRS结果表明Zn S的引入提高了Zn O对可见光的吸收。     

ZnO/AgBr复合纳米棒的制备及其光催化性能研究

以ZnNO3·6H2O、AgNO3、十六烷基三甲基溴化铵和氨水为原料,通过水热法制备了ZnO/AgBr复合纳米棒.利用SEM、XRD分别对产品的形貌和结构进行表征.以ZnO/AgBr复合纳米棒为光催化剂,通过降解有机污染物甲基橙进行了光催化活性测试,结果表明,在可见光照射150 min后,对甲基橙的降解率接近完全.     

ZnO/CuO/CeO2异质结的构建及其光降解性能与抗菌性能

采用溶液法将ZnO与CuO、CeO_2复合构建了一种新型Z型异质结ZnO/CuO/CeO_2,通过XRD、XPS、SEM、TEM、UV-Vis及PL等方法对其物化和光学性质进行了表征,并探讨了其降解亚甲基蓝的可能机制。结果表明,ZnO/CuO/CeO_2为分层孔状结构,具有较大的孔隙率和较多的反应位点,ZnO与CuO、CeO_2形成了Z型异质结结构,提高了ZnO/CuO/CeO_2对可见光吸收能力,并促进了光生电子-空穴的分离,从而有效增强了ZnO/CuO/CeO_2的光降解性能和抗菌性能。在可见光照射下,ZnO/CuO/CeO_2异质结对亚甲基蓝的降解行为遵循一级反应动力学,其反应速率常数分别是ZnO和ZnO/CuO的2.03倍和1.26倍,其灭菌率分别是ZnO和ZnO/CuO的1.57倍和1.10倍。     

AgBr/ZnO/GO复合物的制备及其光催化降解和抗菌性能研究

采用水热法制备AgBr/ZnO/GO复合物,采用XRD、UV-Vis、SEM、TEM、EDS及XPS对复合物进行表征;以亚甲基蓝(MB)为模型研究复合物在可见光照射下的光催化降解性能,以大肠杆菌(E.coli)和金黄色葡萄球菌(S.aureus)为模型研究复合物的抗菌性能;通过比较ZnO、ZnO/GO及AgBr/ZnO/GO的光催化降解性能和抗菌性能,研究AgBr及GO在催化过程中的作用,探究AgBr/ZnO/GO复合物的光催化机理。结果表明,AgBr及ZnO能很好地沉积在GO上,AgBr、ZnO、GO发挥协同作用使得AgBr/ZnO/GO复合物的光催化降解性能和抗菌性能显著提高;AgBr及GO的加入能够增强ZnO的吸光强度、拓宽ZnO的吸光范围、促进光生电子-空穴的分离;与ZnO、ZnO/GO比较,AgBr/ZnO/GO复合物在可见光照射下具有更优的MB降解性能,且对E.coil及S.aureus表现出更佳的抗菌性能,有望在水污染处理中得到应用。     

Ag/g-C_3N_4/ZnO复合光催化剂的制备及光催化性能

合成了一种新型的三项的异质结光催化剂Ag/g-C_3N_4/ZnO,银离子在光照下沉积在g-C_3N_4/ZnO的异质结上,通过Ag的表面离子共振,不仅提高了可见光的吸收,同时也作为一种很好的电子受体促进光生电子的转移。在g-C3N4和ZnO的界面,光生电子从g-C3N4的导带转移到ZnO的导带上,阻止了光生电子空穴对的复合。因此三项异质结的Ag/g-C_3N_4/ZnO复合材料显示出了最高的光催化活性。     

Ag/g-C_3N_4/ZnO复合光催化剂的制备及光催化性能

合成了一种新型的三项的异质结光催化剂Ag/g-C_3N_4/ZnO,银离子在光照下沉积在g-C_3N_4/ZnO的异质结上,通过Ag的表面离子共振,不仅提高了可见光的吸收,同时也作为一种很好的电子受体促进光生电子的转移。在g-C3N4和ZnO的界面,光生电子从g-C3N4的导带转移到ZnO的导带上,阻止了光生电子空穴对的复合。因此三项异质结的Ag/g-C_3N_4/ZnO复合材料显示出了最高的光催化活性。     

片状纳米ZnO的合成及其光催化活性研究

以六次甲基四胺为沉淀剂,氯代十六烷基吡啶为形貌控制剂,采用水热-均匀沉淀法合成了片状ZnO微晶,考察了合成方法、沉淀剂用量及水热反应温度等条件对产物形貌、尺寸及光学性质的影响,并以甲基橙为模型污染物研究了样品的光催化性能。结果表明,所得样品均为六方纤锌矿型ZnO,当锌盐和六次甲基四胺的摩尔比为1∶2,采用水热-均匀沉淀法于120℃水热条件下反应所得到的样品其形貌最佳,且在250~400 nm波长范围内对光有很强的吸收,对甲基橙的光降解具有较高的光催化活性,自然光照5 h后甲基橙的脱色率可达90.8%。     

One-step synthesis of ZnO and Ag/ZnO heterostructures and their photocatalytic activity

By following a one-step, novel methodology, ZnO and Ag/ZnO heterostructures were successfully synthesized at room-temperature. This route is simple, effective, high yield (91%), environmentally friendly (green synthesis) and consists of a mechanically assisted metathesis reaction. The metathesis reaction used in this investigation showed two results: the in-situ generation of alkaline nitrates, LiNO₃/NaNO₃, and the direct crystallization of the desired Zn-based compounds in milling media; revealing a true mechanochemical synthesis of ZnO and Ag/ZnO (1.25, 2.50 and 4.50 mol% of Ag) heterostructures. Particles showed spherical-like morphologies and sizes smaller than 20 nm. The Ag/ZnO heterostructures exhibited higher photocatalytic activity than ZnO for degrading methylene blue (MB) dye. It was also shown that the presence of Ag (up to 1.25 mol%) nanoparticles (NPs) in ZnO accelerates the photodegradation reaction and then slows down with further increases in Ag contents. The 1.25-Ag/ZnO sample (10 mg) showed the highest photocatalytic activity (96%) for degrading MB (100 ml, 10 mg L^?1) within 100 min under UV–Vis light irradiation (λ = 310 nm).     

簇状氧化锌纳米棒的合成及其光催化性能研究

采用醋酸锌和氨水为原料、水作为溶剂,以水热法在80℃条件下反应20 h制备出了簇状氧化锌纳米棒,用XRD、SEM分别分析了制备产物的物相和形貌。以ZnO纳米棒为光催化剂对有机染料甲基橙进行了光催化降解实验,研究了甲基橙溶液初始浓度和催化剂添加量对光催化的影响。结果表明,合成的氧化锌纳米棒均为六方晶系铅锌矿结构;产物为从中心发散的簇状纳米棒结构,纳米棒直径分布均匀且分散性好,每个簇由几十个纳米棒组成,每个纳米棒平均直径约为150 nm,长度约为5μm。制备的ZnO有良好的光催化性能。     

可控形貌纳米ZnO制备及光催化应用研究

采用醇辅助水热法,不添加任何表面活性剂,不经过特殊处理,通过优化无水乙醇与水的体积比分别为3∶1,1∶1,1∶19,控制纳米颗粒生成形貌,制备颗粒状、棒状和花状3种纳米ZnO颗粒。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)及紫外-可见漫反射光谱(UV-vis)等手段对产物进行表征,分析生长机理。将3种不同形貌ZnO纳米粒子用于光催化降解低浓度偏二甲肼(UDMH)废水,结果表明,颗粒状纳米ZnO对偏二甲肼废水的降解效率最高可达46.8%。     

Synthesis and Sensing Properties of ZnO/ZnS Nanocages

Large-scale uniform ZnO dumbbells and ZnO/ZnS hollow nanocages were successfully synthesized via a facile hydrothermal route combined with subsequent etching treatment. The nanocages were formed through preferential dissolution of the twinned (0001) plane of ZnO dumbbells. Due to their special morphology, the hollow nanocages show better sensing properties to ethanol than ZnO dumbbells. The gain in sensitivity is attributed to both the interface between ZnO and ZnS heterostructure and their hollow architecture that promotes analyte diffusion and increases the available active surface area.     

Enhanced CO2 photocatalytic conversion into CH3OH over visible‐light‐driven Pt nanoparticle-decorated mesoporous ZnO–ZnS S-scheme heterostructures

In the present contribution, the design and fabrication of Pt nanoparticle-decorated mesoporous ZnO–ZnS heterostructures were described and used effectively for photocatalytic CO₂ conversion to yield CH₃OH. TEM images of the mesoporous Pt/ZnS–ZnO heterostructure demonstrated spherical ZnO NPs ~20 nm, and Pt NPs ~3 nm were well dispersed on the porous ZnS–ZnO heterostructure. The formation of CH₃OH over the Pt/ZnS–ZnO heterostructure was 78, 39 and 20 times larger than that bare ZnS, ZnO NPs and ZnS–ZnO, respectively. The optimal Pt/ZnO–ZnS heterostructure exhibited a high CH₃OH formation rate of 81.1 μmolg^-1h^-1, which is about 44, 22 and 20 times larger than that of bare ZnS (1.86 μmolg^-1h^-1), ZnO (3.72 μmolg^-1h^-1), and ZnO–ZnS (4.15 μmolg^-1h^-1), respectively. The significantly enhanced reduction of CO₂ was imputed to the synergistic effects of the ZnO–ZnS heterostructure and the incorporation of Pt NPs. The synthesized photocatalyst provides a new transfer route through which carriers can migrate to the outer surface as well as pore channels of the mesoporous ZnO–ZnS, therefore significantly minimizing the transfer distance for carriers, inhibiting photoinduced electron-hole recombination, and diminishing the mobility resistance, as determined using photoluminescence, photocurrent response, and electrochemical impedance spectra measurements.     

ZnO/ZnS纳米颗粒的制备和光谱特性研究

用胶体化学法制备了ZnO/ZnS纳米颗粒 ,并且用超声分散的方法对其进行表面修饰 ,表面修饰的效果很好。ZnO和ZnO/ZnS纳米颗粒的光学带隙分别为 3.88eV和 4 .6 0eV ,ZnO纳米颗粒的荧光峰为 4 2 2nm ,而ZnO/ZnS纳米颗粒的荧光主峰在 2 99nm ,而且有对称的肩峰 2 6 8nm和 332nm ;表面修饰后的ZnO和ZnO/ZnS纳米颗粒的光学带隙分别为 3.10eV和 2 .93eV ,而ZnO/ZnS纳米颗粒的荧光峰在 311nm处表现出“红移”现象     

Synthesis and Luminescence Properties of Core/Shell ZnS:Mn/ZnO Nanoparticles

In this paper the influence of ZnO shell thickness on the luminescence properties of Mn-doped ZnS nanoparticles is studied. Transmission electron microscopy (TEM) images showed that the average diameter of ZnS:Mn nanoparticles is around 14 nm. The formation of ZnO shells on the surface of ZnS:Mn nanoparticles was confirmed by X-ray diffraction (XRD) patterns, high-resolution TEM (HRTEM) images, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) measurements. A strong increase followed by a gradual decline was observed in the room temperature photoluminescence (PL) spectra with the thickening of the ZnO shell. The photoluminescence excitation (PLE) spectra exhibited a blue shift in ZnO-coated ZnS:Mn nanoparticles compared with the uncoated ones. It is shown that the PL enhancement and the blue shift of optimum excitation wavelength are led by the ZnO-induced surface passivation and compressive stress on the ZnS:Mn cores.     

SnO2/ZnO复合中空纤维材料的制备及其光催化性能

采用天然棉花为模板制备了具有高光催化活性的SnO2/ZnO复合中空纤维光催化材料;利用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)技术对其相结构和形貌进行了表征;以亚甲基蓝(MB)的脱色降解为模型反应,考察了Sn4+和Zn2+物质的量比为0.1∶1时煅烧温度对其催化性能的影响。实验结果表明:制备的样品为复制了棉花纤维模板形貌、具有中空结构的SnO2和ZnO半导体复合材料(SnO2/ZnO);煅烧温度对材料SnO2/ZnO的结晶度、晶粒大小﹑表面微结构和催化性能等有显著影响;650℃左右所得样品在太阳光下的催化活性最好,1 h可使MB溶液的脱色降解率达100%;该材料易于离心分离,具有良好的催化活性和重复使用性能。     

ZnO溶胶的制备及其抑菌性和光催化性能研究

以二水合醋酸锌和KOH为原料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为表面修饰剂,制备了稳定透明的ZnO溶胶。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计、荧光光谱仪和高效液相色谱仪对其进行了表征和测试。考察了二水合醋酸锌、KOH和PVP的用量对ZnO粒径及溶胶稳定性的影响;以金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、洋葱假单胞菌、白色念珠菌和黑曲霉为测试对象,采用琼脂稀释法测定ZnO溶胶的最小抑菌浓度(MIC);并对亚甲基蓝、乐果和乙酰甲胺磷溶液进行光催化性能研究。实验结果表明:在添加10 mmol二水合醋酸锌、15 mmol KOH和1.6 g PVP的较佳条件下合成的ZnO溶胶最为稳定,ZnO粒径分布均匀;ZnO溶胶有效地抑制了菌种的生长,其对金黄色葡萄球菌和洋葱假单胞菌的抑菌效果最好;同时高效地降解了亚甲基蓝、乐果和乙酰甲胺磷溶液,表现出较好的光催化活性。