棒状氧化锌介晶的改进合成及其光催化性能

来源 :第十四届全国太阳能光化学与光催化学术会议 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zlzlzl567
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  氧化锌的禁带宽度与锐钛矿型二氧化钛相近,理论上预测其电子迁移率高、光生电子传递速率较快,被视为有应用前景的半导体材料。近年来围绕具有新颖结构和形貌的氧化锌晶体的可控合成及性质的研究一直是人们关注的热点,其中氧化锌介晶的合成就是一个重要的对象[1]。最近,Yang等人[2]报道了一种简单的“两步法”合成棒状ZnO介晶:(1)以Zn(Ac)2和NaOH为原料,快速加入左旋酒石酸(L-TA),得到“Zn(OH)2–TA”中间产物介晶;(2)将干燥后的Zn(OH)2–TA在600℃焙烧2 h得到ZnO介晶。这种ZnO介晶不仅具有良好的光催化活性,而且具有高的抗光腐蚀性能。他们研究认为,在该合成方法中L-TA是特效试剂,其温和的酸性和独特的分子结构导致其起到“粘结剂”(connector or binder)的作用。本文针对上述合成方法第一步中L-TA的作用作了进一步的研究,基于NaOH溶液中和滴定法计算所使用的酸性物质的可解离质子的物质的量,用HCl、H2SO4、HNO3、H3PO4及乳酸、柠檬酸等无机或有机酸替代L-TA,并进行了温度、反应物浓度、搅拌速度及反应时间的影响试验。结果证明:L-TA不是特效试剂,许多酸性物质都是有效试剂,中间介晶产物是Zn(OH)2,其形貌主要取决于可解离质子的物质的量及反应温度。图1a,b分别是用HCl作中和剂得到的Zn(OH)2及ZnO介晶。实验结果还表明,所合成的ZnO介晶同样具有良好的光催化性能,在70W、365 nm紫外光照射3 h,对100 mL 20 ppm 的萘酚蓝黑溶液的脱色率达到96%。
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