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ZnO是一种重要的n型半导体,它来源广具有无毒、价廉的特点。它的禁带宽度为3.2eV左右,在紫外光照射下,可激发产生光生电子-空穴对,生成·OH和·O2-等具有极强氧化还原能力的高活性基团,可以降解染料等有机污染物,目前已引起国内外光催化研究者的重视。但是,相比于已经商业化的TiO2光催化剂,ZnO的光催化性能还有较大差距。主要是由于纯ZnO产生的光生电子-空穴对的容易复合,导致光催化活性降低,且在光催化过程中易发生光化学腐蚀,从而不利于其实际大规模工业化的利用。因此,通过ZnO的组成、结构的研究提高其光催化活性和稳定性,是目前光催化研究领域的热点之一。针对目前ZnO光催化性能的不足,本论文以酸性橙Ⅱ或亚甲基蓝为目标降解物,研究了通过掺杂和形成异质结对其物理结构和光催化性能的影响。考察了其组成、结构与光催化性能的关系。主要研究内容如下：1.考察了典型稀土金属离子和过渡金属离子掺杂对ZnO晶体结构和光催化性能的影响规律。探讨了稀土Ce和主族金属离子Sn的掺杂含量和制备条件对ZnO的晶体结构,光吸收性能和光催化性能的影响；还探讨了Zr、Al共掺杂对ZnO的结构和光催化性能的影响。结果发现通过离子掺杂,可以抑制ZnO晶体粒子的长大,并使ZnO表面性能到改善,产生更多的表面羟基,同时掺杂可以显著提高光生电子-空穴对的分离效率,从而有利于光催化性能的提高。2.探讨了与典型半导体耦合形成半导体异质结对ZnO光催化剂的结构与性能的影响规律。首先研究了半导体氧化物W03对ZnO催化剂结构、表面性质和光催化性能的影响,发现复合2%W03能有效地抑制ZnO纳米粒子的长大,同时可以增加其比表面积和提高表面羟基的数量,并可以有效抑制ZnO光生电子与空穴的复合；然后考察了金属盐半导体Bi2WO6、BiOCl与ZnO形成异质结对ZnO结构和光催化性能的影响,结果表明Bi2WO6/ZnO和BiOCl/ZnO异质结的形成能显著降低光生电子和空穴对的复合机率,且能改善ZnO光催化剂的表面性能。Bi2WO6的复合含量与水热温度对ZnO光催化性能有重大影响,同时复合BiOCl也可大幅度提高其光催化活性,为纯ZnO的3.4倍。3.在形成半导体异质结的基础上,进一步考察了利用贵金属俘获激发电子有效阻止光生电子-空穴对的复合,提高ZnO光催化剂的光催化性能。以上研究表明,合适元素的掺杂和半导体异质结的形成可以调控ZnO晶体结构、光吸收性能并改善其表面性能和促进光生电子-空穴对分离,从而可以较大幅度地提高ZnO的光催化性能。