高效Mn/ZnO⁃Ag纳米复合光催化体系的简易制备及研究

本研究使用简易高分子网络凝胶法制备了不同Mn含量掺杂的ZnO及Mn、Ag共掺的ZnO纳米光催化剂。在模拟太阳光下通过降解有机染料亚甲基蓝(MB)来研究样品的光催化性能。XRD和SEM证实,Mn的掺入减小了样品的晶粒尺寸,但改善了样品的颗粒分布。通过XPS能谱发现催化剂中存在Mn^(2+)和Mn^(3+),且随Mn离子掺杂量的增加,Mn^(3+)/Mn^(2+)比例增大。PL光谱显示,Mn/ZnO⁃Ag体系的发光强度较纯ZnO显著降低,其中当Mn浓度为1%(摩尔分数)时展现出最高效的光生载流子分离。结果表明,Mn掺杂显著增强了ZnO对可见光的吸收,但在一阶光降解动力学方程中并未发现显著的光催化活性提升,而Mn/ZnO⁃Ag样品在保持较好光学性能的同时大幅提高了ZnO的光催化活性。结合光催化测试结果发现,Mn/ZnO⁃Ag样品光催化性能的提升与其对可见光利用率的提高、Mn离子间价态变化及Mn离子与Ag粒子间的协同作用有关。这为系统性提升ZnO的光催化活性提供了一种有用的途径。

Ag/ZnO复合体系的介电特性研究

制备了银质量分数分别为1%、5%、7%、10%和20%的Ag/ZnO复合体系试样,测量其非线性特性和介电特性,研究不同银含量对试样电性能的影响。结果表明,样品的击穿场强随银含量的增大先增大后减小;根据介电频谱和温谱发现,在20℃、1kHz时,样品的损耗随着银含量的增大而增大;样品的介电常数先减小后增大。从理论和样品的显微结构两个方面对其进行了解释。