溶剂热法制备ZnOHF微/纳米晶:锌源的影响

采用ZnSO4∙7H2O,Zn(NO3)2∙6H2O,Zn(OAc)2和ZnCl2作为Zn2+源,通过DMF辅助溶剂热法,制备了具有不同的形貌的(蛋挞状、海星状、盘、线) ZnO和ZnOHF。在紫外光照射下,研究了不同产物对罗丹明B溶液的光催化性质,发现RhB的降解率遵循如下顺序:蛋挞状ZnO > ZnO纳米盘 > ZnOHF纳米线 > 海星状ZnOHF,表明了罗丹明B的降解效率与产物的形貌之间存在明确的构效关系。

DMF辅助溶剂热法合成ZnOHF微/纳米结构

本文以NH4BF4为氟源,在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)辅助下,合成了不同形貌的ZnOHF微/纳米结构(纳米棒、微米管和纳米片),其中DMF既是溶剂,也是配体调节产物结构。本论文探究了DMF和H2O的比例在合成不同形貌的ZnOHF微/纳米结构过程中的作用。在紫外灯辐照下,测定了不同形貌的ZnOHF对罗丹明B溶液的光催化活性,结果表明在12.5 mL DMF/12.5mL H2O溶剂中,得到的微米管状ZnOHF的光催化性质最好。

梯度润湿性ZnOHF薄膜上液滴定向铺展行为

目前对ZnOHF的润湿性相关的研究较少。借助ZnOHF的光响应润湿性转变特性制备梯度润湿性表面,研究该表面上的液滴定向铺展行为,验证应用该表面可提高潮湿环境中的集水量。通过水热法制备花状ZnOHF薄膜,基于其光响应特性对ZnOHF薄膜进行不同时间的紫外光照制备单侧梯度润湿性表面,研究液滴在梯度表面上的定向铺展行为。采用XRD和SEM表征产物的物相组成和微观结构,使用FT-IR表征紫外光照前后ZnOHF薄膜的-OH基团变化,使用接触角测量仪表征ZnOHF薄膜的润湿性,记录液滴的铺展行为。结果表明,在紫外光照射下,薄膜的接触角变化速度先快后慢,3 h即可由152°转化为0°。在梯度表面上水滴以7.42 mm/s的速度从光照起始线向超亲水端定向铺展4.08 mm,与均匀表面(1.16 mm/s)相比铺展速度更快,距离(3.82 mm)更远;梯度表面上的液滴可以克服重力铺展,其速度(3.84 mm/s)依然大于均匀表面。液滴在梯度表面定向铺展的主要驱动力为不平衡的表面张力,不同体积的液滴铺展到光照分界线处均出现加速现象。双侧梯度表面可以使小液滴汇聚于亲水区域,当液滴累积到一定体积时会向下渗透,达到集水的效果。模拟潮湿环境测试其集水性能,双侧梯度表面的集水量与原始表面相比提高31%。通过控制紫外光照制备梯度润湿性ZnOHF薄膜,研究液滴在梯度润湿性表面上的定向铺展行为,并验证了双侧梯度表面在集水方面的应用。

异亮氨酸辅助水热合成ZnOHF分级结构微米球及其对亚甲基蓝吸附性质研究

本文采用简单的水热法,以(NH4)2SiF6为原料,在L-异亮氨酸(L-Ile)的辅助下合成了由纳米管组成的微球状ZnOHF。根据FESEM和TEM结果,可以通过改变反应时间来控制产物的形貌,制得ZnOHF的形貌经历了由片层球到纳米管组成的微球。ZnOHF因为其良好的性质,可以用做吸附剂。本文采用纳米管组成的微球状ZnOHF对MB染料进行暗室脱色吸附研究。通过对其吸附过程进行动力学研究,发现此过程的吸附等温线符合Langmuir二级动力学模型。

ZnOHF纳米棒用于电催化二氧化碳还原制一氧化碳

通过电催化的方式将二氧化碳资源化利用是缓解或解决目前人类面临的生态危机的理想途径之一。开发廉价高效的催化剂是推动电催化二氧化碳还原走向工业化的关键。一氧化碳是重要的工业原料,利用CO_(2)还原制备CO具有重要的研究意义,但能够将CO_(2)转化为CO的高活性贵金属催化剂难以大规模应用,地球储量丰富的Zn基催化剂是具有潜力的替代者。然而,Zn基催化剂还原活性仍然难以满足现实需求且种类不够丰富。作者将ZnOHF材料引入到电催化CO_(2)还原中,通过简单水热合成法制备了不同尺寸的ZnOHF纳米棒并利用流动型电解池测试其性能。纳米棒较大的比表面积以及材料表面F原子的存在使其具有良好的催化活性,流动型电解池的使用加速了反应传质过程,在−1.28 V(vs.RHE)电势下,R2-ZnOHF纳米棒的CO法拉第效率最高为76.4%,CO分电流密度为57.53 mA/cm^(2)。