氧化锌纳米线的制备及其光催化性能探究

利用Zn(NO_3)_2水解,六次甲基四胺为辅碱,通过一步水热法合成ZnO纳米线。自然光照射120 min,样品对难降解的甲基橙催化降解率为53.9%,在模拟太阳光(450 W汞灯)照射下,120 min后样品对亚甲基蓝和罗丹明的降解率分别可达76.7%和82.1%,且对较难降解的甲基橙的降解率为68.4%,可见该法合成的样品对有机物具有较好的光催化活性。样品经多次循环利用,其光催化活性变化不大,说明该法合成的样品有较稳定的光催化性能。而且,用一步水热法合成ZnO纳米线,具有设备简单、环境友好、高效等优点。     

炭吸附纳米氧化锌的制备及其光催化性能研究

以粗氧化锌和冰乙酸为原料,采用炭吸附水热法制备纳米氧化锌粉体。通过热重/差热仪（TG-DTA）、X射线衍射仪（XRD）、透射电镜（TEM）和紫外可见光谱仪（UV-Vis）等对所得催化剂的焙烧温度、物相、微粒尺寸及光吸收性能进行表征。结果表明：炭黑的吸附有效阻止了纳米氧化锌在制备、干燥以及焙烧过程的团聚和烧结,600 ℃焙烧制备的催化剂颗粒均匀,分散性好,团聚较少,平均晶粒尺寸为20 nm,比表面积约为85.25 m2/g。纳米氧化锌作光催化剂对甲基橙进行光催化降解,在60 min内降解率为97%。     

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.     

硬脂酸修饰纳米氧化锌的制备及可见光光催化性能研究

以硫酸锌和氢氧化钠为原料,硬脂酸为修饰剂,采用一步沉淀法制备出硬脂酸修饰的纳米ZnO,并对可见光光催化性能进行了研究。借助XRD、TEM、FTIR、UV-vis等测试手段对硬脂酸修饰的纳米ZnO进行表征。结果表明,硬脂酸修饰的纳米ZnO分散比较均匀,硬脂酸与纳米氧化锌之间形成了化学键,而且硬脂酸修饰后,纳米ZnO更易被可见光激发,当甲基橙初始浓度为5 mg/L,硬脂酸修饰的纳米ZnO投加量为10 mg/L,光照时间70 min,硬脂酸修饰的纳米ZnO对甲基橙的降解率达到82.3%。     

花簇状纳米氧化锌制备及光催化降解亚甲基蓝研究

采用低温水浴法制备了花簇状纳米ZnO,并对样品进行了表征。以亚甲基蓝(MB)为目标污染物进行光催化实验。结果表明:水浴2 h,温度为45℃,n(OH~-)∶n(Zn~(2+))=8的条件下所制备的花簇状纳米ZnO的光催化性能最强;光催化反应的最佳反应条件分别为:催化剂投加量0.6 g/L,pH=9,反应150 min,MB溶液初始质量浓度为3 mg/L。当催化体系加入H_2O_2或Na_2S_2O_8时,产生的·OH和SO_4~(·-)对MB的去除有促进作用;废水共存离子CO_3~(2-)对MB去除的抑制作用强于HCO_3~-。催化剂循环利用4次后仍有较好的稳定性,MB去除率仍达89.3%。     

纳米ZnO/SnO2粉体的制备及其光催化性能的研究

以SnCl4·5H2O、ZnNO3·6H2O、HCl、NaOH为原料,采用共沉淀法制备出纳米ZnO/SnO2纳米复合催化剂粉体,以降解甲基橙溶液反应为模型,考察了不同比例ZnO/SnO2纳米粉体的光催化活性,探讨了煅烧温度对催化剂催化活性的影响.并用差热失重分析仪(TG/DSC)、透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)测试手段对其进行了表征.结果表明:ZnO复合SnO2后,光催化活性明显提高,其中以ZnO/SnO2在ZnO∶SnO2=4∶1的情况下复合催化剂光催化性能最优;热处理温度在650℃保温时间2h所得到的复合催化剂催化性能最好.     

制备条件对胺改性纳米ZnO光催化性能的影响

采用有机胺化合物对溶胶-凝胶法制备的纳米ZnO进行改性。以紫外灯作为光源,以甲基橙水溶液为光催化反应模型降解物,研究胺改性后ZnO的光催化性能。并通过考察改性剂的量、凝胶温度、恒温搅拌时间及煅烧温度对改性纳米ZnO光催化性能的影响,确定最适宜的胺改性ZnO的制备条件。试验结果表明,二乙醇胺作为改性剂的效果较好,其最适宜制备条件为:二乙醇胺的掺杂量为n(二乙醇胺)/n(ZnO)为0.50,凝胶温度为80℃,凝胶老化时间1.5 h,煅烧温度500℃。此时,甲基橙降解率与未经过改性的ZnO相比提高了1倍。     

水热法制备花簇形氧化锌纳米棒结构及其光催化性能

采用简单的水热法,以氯化锌(AR)和氢氧化钠(AR)为原料制备了花簇形氧化锌纳米棒.通过改变溶液的pH值、水热温度、水热时间等因素研究对样品结构和成貌的影响,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、紫外-可见光谱仪(UV)对氧化锌纳米棒的结构、形貌及光催化性能进行研究,结果表明在温度为80℃,反应时间为18h、锌碱比为1∶7.5时,氧化锌成貌最佳,且光催化性能较好.     

Li^＋掺杂纳米TiO2的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法和浸渍法制备了Li^＋掺杂纳米TiO2光催化剂，并用XRD和TEM等技术进行了表征；用pH值漂移法测量了催化剂的零电位pH值（pHPZC）．结果表明，500℃煅烧制得的催化剂均为锐钛矿相；Li^＋的掺杂抑制了TiO2，粒子的生长，提高了催化剂的分散性；催化剂的零电位pH值为6．6—8．1，其值取决于Li^＋的浓度和掺杂方式．分别以紫外光和太阳光为光源，孔雀石绿和甲基橙为降解物评价了催化剂的光催化活性；并用气相色谱测试了污染物降解产生的CO2的含量．结果显示，对孔雀石绿的降解，浸渍法和溶胶-凝胶法掺Li^＋都能有效提高TiO2的光催化活性，但浸渍法比溶胶-凝胶法效果更好，催化活性最高的为浸渍法制备的5％（摩尔分数）Li^＋掺杂TiO2，其在紫外光和太阳光下的光催化活性分别比纯TiO2提高了6—8倍和9-10倍；对甲基橙的降解，除溶胶-凝胶法制备的3％（摩尔分数）Li^＋掺杂TiO2能稍提高光催化活性外，其它Li＇的掺杂都不同程度降低了TiO2的光催化活性；随污染物降解率的增加，最终降解产物CO2的含量增加．实验结果表明，Li^＋掺杂改变了催化剂表面的电荷状态从而改变了催化剂的零电位pH值是造成催化剂降解不同污染物具有不同催化活性的主要原因．     

纳米ZnO光催化降解甲基橙

以ZnSO4·7H2O和Na2CO3为原料,采用沉淀法制备纳米ZnO粉体。以甲基橙为研究对象,高压汞灯为光源,研究了催化剂用量、甲基橙初始浓度及煅烧温度对甲基橙降解率的影响。     

氧化锌和硫化镉共复合氧化亚铜纳米线的制备及其光催化性质

以氯化铜和氢氧化钠为原料,聚乙二醇为表面活性剂,水合肼为还原剂,水为溶剂,采用简单还原法制备氧化亚铜纳米线。然后通过水热法将纳米氧化亚铜、氧化锌和硫化镉进行复合。利用SEM和XRD对制备的产品进行表征。对制备的产品进行光催化活性测试。结果表明,在以汞灯为光源,亚甲基蓝的浓度为15 mg/L时,三元复合的产品活性最高,单纯氧化亚铜纳米线活性最低。     

氧化锌和硫化镉共复合氧化亚铜纳米线的制备及其光催化性质

以氯化铜和氢氧化钠为原料,聚乙二醇为表面活性剂,水合肼为还原剂,水为溶剂,采用简单还原法制备氧化亚铜纳米线。然后通过水热法将纳米氧化亚铜、氧化锌和硫化镉进行复合。利用SEM和XRD对制备的产品进行表征。对制备的产品进行光催化活性测试。结果表明,在以汞灯为光源,亚甲基蓝的浓度为15 mg/L时,三元复合的产品活性最高,单纯氧化亚铜纳米线活性最低。     

ZnO薄膜的制备及光催化性能研究

采用溶胶 凝胶法在石英玻璃基底上制备出性能优良的ZnO薄膜。并通过XRD、AFM和UV VIS吸收光谱对薄膜的结构及形貌进行表征,研究了降解温度、苯酚溶液的初始浓度和空气流量对ZnO薄膜光催化性能的影响,ZnO薄膜光催化降解苯酚的最佳条件：降解温度25～45 ℃,空气流量40 mL·min^－1。起始浓度越低,降解效果越显著,同时实现了ZnO薄膜催化剂的固载,催化效果显著。同时研究了ZnO薄膜催化剂的固载。固载后的ZnO薄膜催化剂催化效果显著,且便于回收利用。     

ZnO/石墨烯复合材料的制备及性能研究

本文将采用溶胶-凝胶法制备纳米ZnO和通过Hummers法制备的石墨烯进行简单的一步超声复合,得到ZnO/石墨烯复合材料。利用XRD、TEM以及紫外可见分光光度计对所制备的ZnO和石墨烯样品进行测试表征,并以亚甲基蓝的降解效率来评价ZnO/石墨烯复合材料的光催化活性能。研究表明:ZnO/石墨烯的光催活性较纯氧化锌提高了4倍有余,当石墨烯质量比为15%时,ZnO/石墨烯的光催化活性最强。     

纳米氧化锌的制备及光催化应用

以硫酸锌和碳酸钠为原料,采用液相沉淀法制备了平均粒径为60 nm的氧化锌,通过正交试验得出制备纳米氧化锌的最佳工艺条件。用激光粒度分析、热重分析（TG-DTA）、X射线衍射分析（XRD）及扫描电子显微镜（SEM）等物理手段对纳米氧化锌的粒径分布、热性能、晶形结构及微观形貌进行表征。结果表明：产品颗粒大小均匀,分散性较好,平均粒径为60 nm,前驱体的煅烧温度为400 ℃,形貌呈球形或类球形。纳米氧化锌作光催化剂对酸性品红和甲基橙进行光催化的实验表明：纳米氧化锌的光催化能力较强,对酸性品红和甲基橙的降解率分别为98.75%和92.37%。     

Structure-dependent mechanical properties of ultrathin zinc oxide nanowires

Mechanical properties of ultrathin zinc oxide (ZnO) nanowires of about 0.7-1.1 nm width and in the unbuckled wurtzite (WZ) phase have been carried out by molecular dynamics simulation. As the width of the nanowire decreases, Young's modulus, stress-strain behavior, and yielding stress all increase. In addition, the yielding strength and Young's modulus of Type III are much lower than the other two types, because Type I and II have prominent edges on the cross-section of the nanowire. Due to the flexibility of the Zn-O bond, the phase transformation from an unbuckled WZ phase to a buckled WZ is observed under the tensile process, and this behavior is reversible. Moreover, one- and two-atom-wide chains can be observed before the ZnO nanowires rupture. These results indicate that the ultrathin nanowire possesses very high malleability.     

Structural,optical and photocatalytic properties of hafnium doped zinc oxide nanophotocatalyst

A series of novel hafnium (Hf) doped ZnO nanophotocatalyst were synthesized using a simple sol–gel method with a doping content of up to 6 mol%. The structure, morphology and optical characteristics of the photocatalysts were characterized by XRD, SEM, TEM, FTIR, XPS, DRS and PL spectroscopy. The successful synthesis and chemical composition of pure and doped ZnO photocatalysts were confirmed by XRD and XPS. DRS confirmed that the spectral responses of the photocatalysts were shifted towards the visible light region and showed a reduction in band gap energy from 3.26 to 3.17 eV. Fluorescence emission spectra indicated that doped ZnO samples possess better charge separation capability than pure ZnO. The photocatalytic activity of Hf-doped ZnO was evaluated by the methylene blue (MB) degradation in aqueous solution under sunlight irradiation. Parameters such as irradiation time and doping content were found effective on the photoactivity of pure ZnO and Hf-doped ZnO. The photocatalysis experiments demonstrated that 2 mol% Hf-ZnO exhibited higher photocatalytic activity as compared to ZnO, ZnO commercial and other hafnium doped ZnO photocatalysts and also revealed that MB was effectively degraded by more than 85% within 120 min. The enhanced photoactivity might be attributed to effective charge separation and enhanced visible light absorption. It was concluded that the presence of hafnium within ZnO lattice could enhance the photocatalytic oxidation over pure ZnO.     

液相合成纳米氧化锌及其光催化性能探讨

以硝酸锌和氢氧化钠为原料,分别以水和醇作为溶剂,采用液相直接沉淀法合成纳米氧化锌。在以水为反应溶剂条件下,研究了反应时间、反应温度、反应物浓度和反应物配比对纳米氧化锌中位径和形貌的影响,得到制备较小中位径及合适长径比纳米氧化锌的最优反应条件,即:反应时间为3 h、反应温度为70 ℃、锌离子浓度为0.5 mol/L、锌离子与氢氧根浓度比为1:2。在上述最优反应条件下,研究了不同醇溶剂对纳米氧化锌中位径、形貌及其光催化性能的影响。研究发现,随着溶剂碳链长度的增长,纳米氧化锌中位径呈现上下波动,无明显变化规律,形貌由球状向柱状发展,光催化性能总体不断减弱。     

Template-free fabrication of porous zinc oxide hollow spheres and their enhanced photocatalytic performance

Porous zinc oxide (ZnO) hollow spheres have been fabricated by calcination of a precursor complex in a furnace. The precursor was precipitated in a chemical solution at 80 °C. The field-emission scanning electron microscope and transmission electron microscope reveal the porous and hollow structure of the samples. The spherical hollow precursor is self-assembled in the solution under the coordination effect of citrate ions and the Kirkendall effect working together. The precursors can be converted to pure ZnO crystals by heating in a furnace above 300 °C. The Brunauer–Emmett–Teller (BET) specific surface area of this sample is 95.4 m²/g. The photocatalytic degradation of methyl blue solution test shows the ZnO hollow spheres have superior photocatalytic activity.