1.4纳米SnO2光催化性能的影响因素

影响SnO2光催化性能的因素有许多，具体的可以分为两大类：催化剂本身的影响和外在条件的影响。我们既可以通过改变制备条件来制备出不同形貌的SnO2，也能够通过改变光催化过程中的实验参数来分析外在条件对SnO2的光催化效果的影响。以下是一些光催化影响因素的分析：

（1）晶粒尺寸

SnO2的晶粒大小对光催化效果的影响是不容忽视的。从催化剂吸附角度上来讲，催化剂的催化效果和被降解物在催化剂表面的吸附量成正相关。当制备的催化剂晶粒尺寸减小，在将同等质量的催化剂加入相同的待降解溶液中时，单位体积溶液中催化剂的颗粒数会增加，总表面积增大，有利于待降解物的吸附与分

解。同时，当晶粒尺寸减小时，电子和空穴转移至催化剂表面的路径会缩短，降低了电子与空穴的复合几率，增大了有效空穴和有效电子量，催化活性得以提高。从小尺寸效应角度来看，当催化剂的尺寸越小，其催化活性越高，但是并不是晶粒尺寸越小，催化效果越高。随着纳米材料的尺寸变小，其量子限域效应也会越来越明显，导致能级间隔增大，不利于光催化的发生。

（2）比表面积

比表面积的增大，有利于染料分子的吸附，增大反应的接触面积，有利于光能的吸收，活性增强。一般增大比表面积的方法除了合理减小晶粒尺寸外，还可以将晶粒制备成具有高比表面积的形貌，如：纳米花、纳米微球、中空纳米球、纳米片、纳米棒、纳米线等。

（3）晶格缺陷

一般而言，SnO2晶粒中存在着各种各样的缺陷，而这些缺陷在光催化方面体现出很高的催化活性。因为这些缺陷能够阻碍电子和空穴的转移，减少电子与空穴的复合现象，从而提高了材料的催化活性。

（4）光源

光源对催化剂光催化效果的影响分为两个方面，即光源的波长范围和光源的光照强度。光催化的原理是建立在电子-空穴对的产生从而导致一系列的氧化还原反应的基础上的，而光催化剂只有在受到大于或者等于本身禁带宽度能量的光照时，价带电子才能够被激发到导带，形成电子-空穴对，所以光源的波长范围对催化剂的催化效果影响很大。不同光照强度的光源，单位时间内照射到材料表面的的光子数不同。一般而言，光照强度越大，照射到材料表面的光子数就会越多，会产生更多的电子-空穴对，其催化效率更高。

（5）催化剂浓度催化剂浓度与染料的降解效率之间并不是线性关系的，当催化剂量很小时，染料的降解效率和催化剂浓度成正相关，这是因为浓度的增加导致催化剂反应面积增大。而当催化剂的浓度大到一定程度时，降解速率和催化剂浓度成负相关，因为当催化剂量很大时，催化剂上层会对光产生了遮蔽作用，反而阻碍了催化剂对光的吸收，使其催化率降低。

1.5本论文的研究内容

通过水热法（加入葡萄糖）一步合成SnO2纳米微球，改变水热的时间（4h、6h、8h）烧结制备出不同形貌的纳米微球。在不同水热时间的样品制备完毕后，为了进一步的研究其他因素的影响，通过实验又制备了同种时间下（8h），不添加葡萄糖，一步合成SnO2纳米颗粒的比对实验以及同种时间下（8h），分为两步法，先制备纳米碳球作为硬模板，再添加SnCl2.2H2O的比对实验。通过比对实验，可以更加直观的看到微观结构对材料性能的影响。之后我们采用RHB（罗丹明B）作为染料废水中难降解的有机物代表，研究了SnO2纳米材料的光催化性能，探讨了不同制备方法得到的样品以及加入不同量样品对光催化作用的影响。