ZnO/Ag2O复合光催化剂的制备及其光催化性能研究

以硝酸锌、氢氧化钠为原料,通过微乳法制备得到ZnO纳米棒,然后采用光化学法在ZnO纳米棒表面负载Ag2O纳米颗粒,成功制备了复合光催化剂ZnO/Ag2O。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、透射电镜(TEM)与紫外可见漫反射(UV-Vis)等手段对样品物相、形貌、元素组成及光学性质进行了表征。并分别在紫外光和可见光条件下,以亚甲基蓝(MB)为模拟污染物评价了催化剂的催化活性。结果表明,与Ag2O耦合后,ZnO的光催化活性得到了明显的提高。ZnO/Ag2O复合光催化剂对亚甲基蓝的紫外光和可见光光催化降解速率分别为ZnO的7.4倍和8.5倍。文章还初步探讨了Ag2O引入对ZnO光催化活性的影响机理。

ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结的制备及光催化性能研究

首先通过水热法制备ZnFe_2O_4纳米粒子,然后包覆ZnO,最后沉积贵金属Ag,成功制备了ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结。利用X-射线衍射仪(XRD)、振动磁强计(VSM)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)、N_2吸附-脱附仪分别表征了ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结的晶型、比饱和磁化强度、形貌和孔结构,并研究了其对RhB模拟废液的脱色效果。结果表明,ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结的比饱和磁化强度为40.0emu·g^(-1),为介孔结构,孔径为17nm,BET比表面积高达97.541 4m^2·g^(-1)。光催化RhB模拟废液脱色实验表明,可见光下照射初始浓度为20 mg·L^(-1)的RhB模拟废液90min,ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结对RhB的脱色率达到95%。ZnFe_2O_4/ZnO/Ag异质结是一种性能优异的光催化剂。

ZnO:Ag薄膜的生长及电学性质研究

p-型ZnO材料因在紫外光电器件方面的潜在应用价值而受到人们的广泛关注。采用反应电子束蒸发法在白宝石上生长了ZnO：Ag薄膜,生长温度范围从150~250°C。研究表明：在该温度范围生长的ZnO：Ag薄膜具有n-型导电特征,但通过退火可以实现p-型导电。当退火温度为300°C时,ZnO：Ag薄膜的空穴浓度为2.8×1016 cm-3,电阻率为1.0 kΩ.cm,空穴的迁移率为0.22 cm2/V.s。当在350°C下进一步退火,薄膜仍为p-型导电,但空穴浓度减小为2.1×1015 cm-3,电阻率增大到5.0 kΩ.cm。通过对ZnO：Ag薄膜的X射线衍射谱分析发现,ZnO：Ag电学性质的变化与薄膜中Ag＋替代Zn2＋的浓度有关。

海绵状Ag2O/ZnO复合光催化剂的制备及对甲醛的可见光降解

为克服纳米ZnO晶体可见光光催化活性低的缺点,以六水合硝酸锌、六亚甲基四胺和二水合草酸为原料,采用液相共沉淀-热分解法制备了六方纤锌矿型海绵状ZnO,然后在碱性条件下复合纳米Ag2O颗粒,得到海绵状Ag2O/ZnO复合光催化剂,并采用XRD、FTIR、紫外-可见漫反射(UV-Vis DRS)、FESEM、TEM和BET测量仪对其进行了表征;采用可见光光源,甲醛(HCHO)液体为光催化反应模型物,研究了不同摩尔比下Ag2O/ZnO复合光催化剂的暗吸附及光催化性能。结果表明,随着Ag2O相对含量的增加,HCHO暗吸附效果出现先增大后减小的趋势,当Ag2O与ZnO摩尔比为1∶5时,HCHO去除率达到43.34%;另一方面,在可见光下Ag2O/ZnO复合光催化剂对HCHO的降解率呈先增大后减小的趋势,其中Ag2O与ZnO的摩尔比为1∶10时取得最佳降解效果,经过90min的可见光光照后HCHO降解率达到78%,总的HCHO去除率为85%。

FTO/TiO2/ZnO/Cu2O/Ag异质结电池的光电性能研究

由于氧化锌和氧化亚铜的材料安全无毒、制作成本低及环境友好等特点,ZnO/Cu2O异质结电池具有很广阔的发展前景。本文首先通过旋涂法制备了ZnO薄膜,然后以真空蒸镀法和热氧化法制备了Cu2O薄膜,采用SEM表征证明所得ZnO和Cu2O薄膜平整度较高。最后使用真空蒸镀法制备Ag电极,组装完成了FTO/ZnO/Cu2O/Ag异质结电池。通过改变氧化亚铜的厚度来研究电池性能的变化规律,结果表明光电性能随着Cu2O的厚度增加而增加。为了进一步提高电池性能,加入了TiO2光吸收层,组装了FTO/TiO2/ZnO/Cu2O/Ag异质结电池。结果表明,TiO2光吸收层的加入提高了短路电流和开路电压。另外,该电池直接在空气中组装,组装工艺简单,具有推广价值。

助剂对二氧化碳加氢合成甲醇催化剂性能的影响

采用并流共沉淀方法制备了CuO-ZnO-ZrO2催化剂,并以金属氧化物为助剂对其进行了改性,在固定窗连续流动反应装置上考察了Ag2O和La2O32种助剂对CuO-ZnO-ZrO2催化剂催化CO2加氢合成甲醇反应性能的影响,及不同La2O3含量的CuO-ZnO-ZrO2的催化性能,采用X射线衍射(XRD)、H2-程序升温还原(H2-TPR)等方法对催化剂进行了表征。实验结果表明Ag2O和La2O3都可以提高CuO-ZnO-ZrO2催化剂的活性,而且添加6%La2O3(文中均指质量分数)的催化剂催化效果最好。添加Ag2O的催化剂中Ag作为活性中心参与CO2加氢合成甲醇的反应;对于La2O3改性的CuO-ZnO-ZrO2催化剂,适量La2O3有利于提高催化剂中CuO和ZnO的分散度。