摘要TiO2和ZnO是重要的光催化材料，可以高效降解水中的有机污染物，因此其在污水处理方面具有较广的应用前景。本试验采用水热法将纳米TiO2和纳米ZnO进行复合，通过改变Ti和Zn的比例、水热反应时间以及加入柠檬酸钠的量，制备了TiO2-ZnO系列复合光催化材料。采用X射线衍射以及扫描电镜对其结构进行了表征。同时以甲基橙为降解对象，研究了复合光催化剂的催化活性。结果表明：当Ti：Zn=1:1，水热反应时间为5h，柠檬酸钠的量为Ti/Zn量的50% 时，光催化效果最好，在35分钟内甲基橙的降解率达到了97。8％。79533

毕业论文关键词：光催化性能，TiO2，ZnO，复合材料

毕业设计说明书外文摘要

Title   The preparatation of ZnO/TiO2 composites and the study of photocatalytic performance     

Abstract TiO2 and ZnO are important photocatalytic materials,which can degrade organic pollutants in the water efficiently。 So it has broad application prospects in wastewater treatment。 Nano TiO2 and nano ZnO were hybridized by hydrothermal method。 TiO2 and ZnO composite photocatalytic materials were prepared by changing the proportion of Ti and Zn、the hydrothermal reaction time  and the quantity of the sodium citrate。 The XRD and scanning electron microscoper were used to get the characterization of the materials。 The photocatalytic activity of the product was studied by the degradation of methyl orange。 The results showed that when Ti:Zn = 1:1, the reaction time was 5 hours, and the amount of sodium citrate was half of the amount of Ti/Zn, the photocatalytic effect was the best。 In 35 minutes , methyl orange was degraded of 97。8%。

Keywords  photocatalytic performance, TiO2, ZnO, composite materials

目   录

1 绪论 1

1。1 纳米光催化剂研究现状 2

1。2 光催化在治理环境中的具体应用 4

1。3 光催化复合材料 6

2。 实验仪器和试剂 8

2。1 实验仪器 8

2。2 实验试剂 8

3 实验操作与结果讨论 9

3。1 探究钛、锌不同比例对复合材料光催化性能的影响 9

3。2 探究水浴反应时间对复合材料光催化性能的影响 13

3。3 探究柠檬酸钠含量对复合材料光催化性能的影响 15

结 论 19

致 谢 20

参考文献 21

1 绪论

TiO2是一种在紫外光照射下具有光催化活性的重要金属氧化物半导体材料，因其价格便宜、安全无毒、催化活性高、杀毒杀菌效果强、化学性质稳定且无二次污染等优点，使其备受人们的青睐[1]。但纳米TiO2在实际应用中也有许多缺点，如TiO2在可见光范围内没有响应、易失活、易凝聚、吸附性能差、分离困难 、光催化效率低等。这些都限制了纳米TiO2在实际中的广泛应用。如何提高TiO2对太阳光的利用率已成为目前光催化研究的重点。为解决这些问题，研究者对TiO2进行修饰性改性等研究[2]。

已经证实，ZnO作为另一种半导体纳米材料对于分解有机物有着积极的影响。据报道，ZnO在聚集的阳光下具有和TiO2一样的活性，是因为ZnO的波段间隙能量与TiO2几乎一样[3]。也有报道称，与纯的TiO2相比，TiO2/ZnO可以提高光催化活性。ZnO导体中的电子在照射下很容易被激发到TiO2导体中，由于其具有不同的氧化还原能量，TiO2化合价中产生的空洞会转移到ZnO的化合价中，所以这使材料的再结合率降低了，在氧化还原过程中的可利用性升高了[4]。ZnO在室温下的带隙宽度为3。37eV，对中波紫外线和长波紫外线均有吸收，纳米TiO2对中波紫外线的吸收强度强于ZnO，但其对长波紫外线的吸收强度却弱于ZnO[5]。ZnO在阳光下具有和TiO2一样的活性，是因为ZnO的波段间隙能量与TiO2几乎一样。但是ZnO表面的颗粒很容易团聚在一起，这是因为ZnO的表面能很大，这便严重影响了纳米ZnO的光催化特性[6]。