纳米Zn/ZnO复合结构的制备及其暗室催化性能

利用滚压振动磨在室温条件下将金属锌粉制备成尺寸在20～30nm的Zn颗粒,在260℃预热纳米Zn颗粒并使其与常温常压水蒸气反应生成ZnO与Zn的复合结构。将水解产物作为催化剂在完全避光的暗室条件下对甲基橙进行降解实验,在60min内甲基橙的降解率即可达到80%以上,说明这种纳米ZnO/Zn复合结构对甲基橙具有优异的暗室催化效果,且反应过程符合拟一级动力学方程。分析其原因可能为机械力作用使得纳米结构内部存在大量晶格缺陷,形成电荷不均匀区域,并以电子空穴对的形式存在。同时在水解反应过程中,未反应的Zn颗粒附着在ZnO纳米棒上,形成金属-半导体复合结构,可有效降低电子空穴的复合几率,从而增大ZnO纳米结构的催化效率。     

纳米零价锌降解甲基橙效率探讨

将普通零价锌在滚压振动磨中研磨13h后,制备出不规则片状、粒径为20~30nm的纳米零价锌(NZVZ)。采用所制备的NZVZ降解甲基橙,系统研究了搅拌速度、NZVZ投入量、甲基橙初始浓度和NaCl的加入对甲基橙降解效率的影响。结果表明,NZVZ表面反应活性增高,反应60 min时,2g/L的NZVZ对甲基橙降解率为98.5%,比4g/L的普通零价锌高60.3%,其中间降解产物有对氨基苯磺酸和对氨基二甲基苯胺。降解率随转速、NZVZ投入量的增加而升高,随MO初始浓度的增加而降低;加入NaCl能促进反应进行,且随着投入量增加降解率增加。通过对实验数据的分析,验证NZVZ降解MO过程符合伪一级动力学方程式。