水热法制备ZnO和性能研究(2)
Keywords:ZnO powder;hydrothermal method;XRD diffraction patterns;SEM maps;photocatalytic
目录
第一章 绪论 1
1。1引言 1
1。2 ZnO的结构与性质 2
1。2。1 ZnO的晶体结构 2
1。2。2 ZnO的光学性质 2
1。2。3 ZnO的电学性质 3
1。2。4 ZnO的光催化原理 3
1。2。5纳米ZnO光催化性能的影响因素 4
第二章 水热法制备ZnO粉末 6
2。1 水热法的原理 6
2。2 ZnO粉末的制备 6
2。2。1 实验设备 6
2。2。2 实验原料 7
2。2。3 实验过程 7
2。2。4 试验样品 10
第三章 样品的测试与分析 12
3。1 X射线衍射（XRD） 12
3。1。2 ZnO的XRD表征 12
3。2扫描电子显微镜（SEM） 13
3。2。1 ZnO的SEM表征 13
3。3光催化活性测试 14
3。3。1 ZnO降解玫瑰红（RhB）溶液 15
3。3。2 水热反应时间对ZnO光催化性能的影响 15
3。3。3 水热反应温度对ZnO光催化性能的影响 17
第四章 结论 19
致谢 22
参考文献 23
第一章 绪论
1。1 引言
环境污染严重影响人类的身体健康以及破坏地球的生态环境，其中水污染尤为严重，治理污水义不容辞。水污染可分为三个类型：（1）有机污染物；（2）无机污染物；（3）有害金属离子。废水处理方法的选择取决于废水中污染物的性质、组成、状态及对水质的要求。一般废水的处理方法大致可分为三大类：物理法，化学法，生物法。物理法是利用物理作用处理、分离、和回收废水中的污染物，例如用过滤法来除去水中的悬浮颗粒。化学法是利用化学作用或物理化学作用回收可溶性废物或者胶体物质，中和法是用酸碱中和的原理来处理酸性碱性废水。生物法是利用微生物的生化作用处理废水中的有机物，比如通过活性淤泥法处理污水中的危害物使其降解为无机物[1]。这些方法各有其优缺点，大都对污染物降解不彻底，易造成二次污染，设备投资大，操作费用过高等。光催化技术在这样的背景下应运而生。它可以在空气中直接反应，直接用空气中的氧气做氧化剂，反应条件温和；操作简单，运行成本低，氧化还原性强，易循环使用；利用太阳能为反应光源，净化效果彻底，二次污染小，可将有机污染物分解为无机小分子，这些特点使得光催化技术成为一种理想的环境污染治理技术，各种半导体氧化物被相继开发研究。
在数量众多的半导体纳米材料中，ZnO是一种宽禁带半导体（3。4eV），较高的激子束缚能，可有效被紫外光激发，呈现出良好的光催化性能。而且纳米ZnO是一种分子组成简单的无机氧化物，制备简单、原料低廉、成本低廉、无毒、生物相容性良好，被广泛应用于有毒有机污染物的降解，是极具潜力和应用价值的高活性光催化材料。目前，纳米ZnO的制备方法有很多，例如气相法，液相法，模板法等，不同方法和条件得到的ZnO也具有不同的形貌、结构和性质。其中花状，线状，球状，片状是最常见的形貌。这些方法中的液相水热法具有制备过程简单方便，制备成本低，合成温度低，反应速度快，产物组成易控，产物性能优越的优点，因此被广泛应用于制备ZnO材料。由于ZnO的形貌和性质还受到热处理温度，时间等因素的影响，所以本文用水热法，在不同的反应下来制备不同形貌和微观结构的纳米ZnO材料。