微波溶剂热法制备ZnGa_2O_4及其在光催化氧化除As(Ⅲ)中的应用

通过微波溶剂热法合成宽禁带ZnGa_2O_4纳米光催化剂,并利用X射线衍射仪(XRD)、氮气吸脱附仪、紫外-可见漫反射仪(UV-Vis DRS)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、电子顺磁共振谱仪(ESR)等技术系统表征了不同制备条件对样品物相和微观形貌、比表面积和孔结构、光吸收性能和光催化活性物种等结构和性质的影响。同时,比较了TiO_2和ZnGa_2O_4纳米颗粒在光催化氧化As(Ⅲ)中的性能差异。结果表明,在紫外光照射下,微波溶剂热法制备的ZnGa_2O_4纳米颗粒具有良好的As(Ⅲ)的光催化氧化能力(40 min可达99.1%),相比于TiO_2光催化剂(84.5%)有很大提高。此外,通过对ZnGa_2O_4纳米光催化剂氧化去除As(Ⅲ)光催化机理的初步探索发现,超氧自由基(O2·-)和空穴(h+vb)是此过程中起主要作用的中间反应活性物种。