棒状ZnO微米材料的水热法制备及表征研究

以二水乙酸锌为锌源、氢氧化钾为碱源,采用水热法制备得到棒状氧化锌(ZnO)微米材料。研究了Zn^(2+)/OH-物质的量比、水热温度和表面活性剂对产物晶相的影响,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪等对ZnO微米材料进行表征。将棒状ZnO微米材料修饰到玻碳电极(GCE)上,利用电化学工作站,在三电极体系中测试了棒状ZnO/GCE分别在碱性环境和酸性环境中的循环伏安曲线。结果表明:棒状ZnO/GCE在KOH溶液中的循环伏安曲线有明显的氧化还原峰,但电化学稳定性较差;在H_(2)SO_(4)溶液中氧化还原峰不明显,但稳定性较好。

复合纳米棒状Ag3PO4/ZnO材料的光催化性能

以一维棒状ZnO为载体,采用原位生长法制备纳米棒状Ag3PO4/ZnO复合材料。通过XRD、SEM、TEM、XPS和UV-Vis-DRS等测试对纳米棒状Ag3PO4/ZnO复合材料进行了表征,并评价了样品在可见光下的光催化性能。结果显示,ZnO几乎无可见光活性,通过水热法制备的ZnO形貌发生了改变,为比表面积的增加做出了贡献,为Ag3PO4提供了更多的负载可能。在可见光照射下,纯ZnO和Ag3PO4对苯酚的降解率分别为20%和38%,复合材料Ag3PO4/ZnO对苯酚的降解率为91.24%,光催化降解性能明显高于纯ZnO和Ag3PO4。最后,光催化稳定性的研究证明,Ag3PO4/ZnO复合材料形成了有效的异质结结构,抑制了电子-空穴的复合,提高了Ag3PO4/ZnO复合材料的稳定性。

棒状纳米ZnO的制备及其光催化性能研究

采用溶胶-凝胶法,以醋酸锌、草酸为主要原料,乙二胺为添加剂制得棒状结构的纳米ZnO,通过XRD和TEM对产物的结构和形貌进行了表征,并以有机染料亚甲基蓝溶液为光催化反应模型降解物,考察了样品的光催化活性。结果表明,ZnO纳米棒为纤锌矿结构的六方相ZnO,对亚甲基蓝溶液具有良好的光催化活性,且乙二胺的添加量对产物的形貌和光催化活性具有显著影响。

溶剂热法制ZnO纳米棒及其气敏性能

以乙酰丙酮锌为原料,采用溶剂热法首次合成了棒状ZnO纳米粉体,并对该材料在不同工作温度下的气敏性能进行了研究。通过XRD、SEM和TEM等测试手段,表征其物相与结构。该粉体为六方晶系的ZnO纳米棒,直径约为30 nm,长度约为100 nm,结晶良好。通过静态配气法发现:采用N型氧化锌纳米棒所制得的元件在270℃下,对体积分数为5×10-4的乙醇有较好的气敏性能,灵敏度为75,响应时间及恢复时间分别为30、60 s,说明制备的ZnO纳米棒是具有潜力的探测乙醇气体的气敏传感器材料。

纺锤状ZnO/还原氧化石墨烯异质结构及其微波吸收性能

目的调节石墨烯的电磁匹配,以实现最优的微波吸收性能。方法通过改进的Hummers法制备氧化石墨烯GO,以六水合硝酸锌、双六甲撑三胺、氧化石墨烯为原料,采用水热法在140℃获得了具有异质结构的包裹r-GO的纺锤状ZnO棒(S-ZnO/r-GO)。通过X射线衍射分析仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)测试,分别对S-ZnO/r-GO的组成成分、形貌特征以及微观结构进行了表征,同时采用同轴法,通过矢量网络分析仪测试分析了不同填充浓度下S-ZnO/r-GO复合材料在2~18 GHz范围内的电磁特性,并通过计算得到了材料的微波反射率损耗。结果尺寸均匀且相互交织的纺锤状ZnO棒被大量褶皱的还原氧化石墨烯所包覆,构建了一种相互连接的三维交织结构。纺锤状ZnO的引入以及三维结构的建立,明显改善了S-ZnO/r-GO异质结构在2~18 GHz频率范围内的电磁特性和微波响应。在厚度为2.0 mm,频率为14.8 GHz处,最大反射率损耗值达到−40 dB,有效吸收带宽几乎覆盖整个Ku波段。结论纺锤状ZnO/r-GO复合材料表现出优异的微波吸收性能和较宽的有效吸收频段,具有一定的应用前景。

管状氧化锌的碱溶法合成及光催化降解亚甲基蓝的性能

采用一种新颖、简单、环保的方法，在高浓度NaOH溶液中，n（Zn）∶n（NaOH）＝1∶30，于92℃下对已合成的棒状ZnO原料进行碱溶反应，获得了管状结构的ZnO．探讨其形成机理，发现材料的不同晶面性质不同，在碱中的溶解情况不同，导致管状结构形成，该法适用于具有类似性质的管状材料的合成．形成管状ZnO后材料的长径比缩小，均匀性增加，荧光发射增强，同时在可见区（400～800 nm）出现一定程度的吸收，这些现象说明形成管状结构后ZnO的比表面增加，表面性质发生一定程度的变化，表面及内部的缺陷性质和数目都有所改变．该管状ZnO材料用于光催化降解亚甲基蓝（MB），其降解效率明显增强，经1 h光照，MB的降解率由83.1％（棒状ZnO）增加到93.9％（管状ZnO）．

新型固定式ZnO光催化膜反应器的研究

以棒状纳米ZnO颗粒堆积形成的孔隙组装烧结成多孔陶瓷光催化膜,用其制成逆流固定式新型光催化膜反应器.400～800℃范围内,随烧结温度提高,ZnO多孔膜孔隙变小.实验研究了光源、ZnO添加量对悬浮型光催化反应器降解水溶液中染料亚甲基蓝(MB)的影响,结果表明,随ZnO添加量增加,光催化反应速度变快,当100mL20mg/LMB溶液中添加量超过0.05g时,光催化反应不随添加量增加而增加.随持液量增加,反应器中反应速度先降低后增加.新型固定式光催化膜反应器能更有效供氧而具有更快的光催化速度.