微波水热法快速合成氧化锌纳米棒及其光催化性能

以硫酸锌、醋酸锌和氢氧化锌为原料,制备出氢氧化锌前驱体和氧化锌晶种,在微波水热条件下快速合成了氧化锌纳米棒.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和紫外-可见分光光度计(UV-vis)对氧化锌纳米棒的形貌、结构和光学性质等进行了表征,并通过降解罗丹明B(RhB)测试了样品的光催化性能,探讨了微波辐射作用对产物的催化活性的影响.实验结果表明,氢氧化锌作为前驱体在微波作用下30 min,生成为基于氧化锌纳米棒自组装的三维笼状结构,与常规方法制备的氧化锌纳米棒相比,微波辐射作用下生成的样品结晶度更高.紫外-可见分光光度计结果表明微波辐射会导致合成的氧化锌纳米棒吸收边红移,缩小带隙能量,从而提升氧化锌纳米棒的催化活性.光催化测试表明微波辅助合成的氧化锌纳米棒具有更好的可见光吸收特性,在紫外和可见光照射下,对罗丹明B都具有较好的降解效率,在紫外光照射下80 min内罗丹明B的降解率可达到98.5%.这种微波辅助的合成方法能够在短时间内合成大量的氧化锌纳米材料,具有高效批量制备、清洁环保等优点.

碳量子点修饰g-C3N4/SnO2复合材料光催化性能

以四氯化锡五水合物、乙二醇和氨水为原料,在微波辅助水热条件下快速合成氧化锡纳米颗粒,以尿素为前体在马弗炉中退火得到g-C3N4,使用柠檬酸和乙二胺为原料水热合成碳量子点。室温下,将碳量子点/g-C3N4/SnO2在通风橱中进行搅拌得到碳量子点负载的氮化碳/氧化锡复合材料。通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、氮气吸附-解吸等温线(BET)、紫外-可见分光光度计(UV-vis)、电子自旋(顺磁)共振波谱仪(ESR)对复合材料的形貌、结构特征、吸光度和光催化过程中的活性物质等进行表征和分析,并通过在紫外光下降解罗丹明B(RhB)测试样品的光催化性能。试验结果表明,紫外-可见分光光谱吸收边缘的红移说明碳量子点负载后能提高复合材料在可见光区域的响应,光催化试验表明碳量子点负载能提高g-C3N4/SnO2复合材料的光催化性能,当碳量子点负载量为7%时复合材料的降解效率最高,在3h内对RhB的降解效率为97%。此外,微波辅助水热法能在短时间内大量合成氧化锡纳米颗粒,且氧化锡纳米颗粒具有较小的晶粒尺寸(8.5nm),可以高效制备并应用于环保领域。

工业含水锡粒微波干燥行为研究

锡粒作为重要的锡合金产品常用于合金生产、金属电镀、化学试剂等领域,生产锡粒产品封装前须进行深度干燥以保证产品质量。采用微波加热技术对工业含水锡粒的高效干燥进行了研究,并探究了微波加热功率、锡粒含水率及料层厚度等工艺参数对干燥效果和能耗的影响规律,确定了最佳工艺条件。此外,结合微波加热特性以及X射线光电子能谱(XPS)检测,对发生过热现象锡粒的烧结和氧化行为进行了分析。研究结果表明,采用微波加热技术可对工业含水锡粒进行高效干燥处理,增加微波功率有利于提高干燥效率,而低含水率或者料层较厚时容易出现过热现象致使锡粒发生烧结和过氧化。通过工艺优化,锡粒含水率为7%左右,料层厚度为2层时,在1.5 kW微波功率作用下,含水锡粒的微波干燥效果较好,吨能耗约为1000 kWh,且锡粒产品未发生烧结和过氧化现象,为开展微波干燥金属颗粒含水物料提供参考。