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近年来,ZnO纳米棒阵列薄膜由于其高的比表面积、光捕获效率、光生电子转移速率以及易回收而成为了广泛研究的一种理想负载型光催化体系,但量子效率低,带隙较宽且易于光腐蚀等缺点阻碍了其实用化进程,因此,发展具有高稳定、高效、可见光敏感的负载型ZnO光催化剂具有较大意义。最近有研究表明,贵金属(Au、Ag、Pt等)纳米颗粒的表面等离子体共振效应可有效提高宽隙半导体的光催化活性,并有望实现宽隙半导体的可见光活性。目前基于表面等离子共振效应,关于贵金属种类、表面形貌及卤化银种类对表面改性负载型ZnO光催化活性影响的研究缺乏。因此,本文在ZnO纳米棒阵列薄膜的制备基础上,分别研究了不同贵金属Au、Ag及Ag X(Ag I,Ag Br)表面修饰ZnO纳米棒阵列的制备方法及其光催化活性,探讨了负载型表面等离子体光催化剂的反应机理,对于发展负载型表面等离子体光催化剂具有较强的实际意义。主要结果及创新点如下:(1)基于ZnO的光腐蚀机理,探讨了ZnO纳米棒表面纵向光腐蚀裂纹产生的原因,分析了阵列表面效应与Au纳米颗粒的表面等离子共振效应的耦合作用提高光催化活性及光稳定性的机理。光催化过程中ZnO的内建电场促使电子与空穴发生纵向分离,不断沿着[0001-]方向迁移的空穴最终导致纵向裂纹的产生。研究表明,光催化过程中表面等离子共振效应能提高Au纳米颗粒的电子捕获能力,改变光生电子与空穴的分离路径,从而提高Zn O纳米棒阵列的光稳定性。(2)发现了不同Ag形貌修饰对ZnO光催化活性的影响。研究表明,Ag呈纳米片状时,表面积较大,紫外光照射下能有效转移光生电子,表现出良好的紫外可见光光催化活性;贵金属Ag为颗粒状时,可见光照射下,表面等离子共振效应能激发Ag产生电子注入ZnO导带,从而获得一定的可见光活性。(3)基于Ag/Ag Br表面等离子共振效应,将其引入ZnO纳米棒阵列表面,发展了表面等离子体光催化剂。研究表明,Ag/Ag Br修饰ZnO表现出了优异的可见光光催化活性及光稳定性。原因是一方面Ag纳米颗粒的表面等离子效应能增强Ag/Ag Br/ZnO纳米复合结构对可见光的吸收,提高Ag的电子捕获能力;另一方面可见光下表面等离子共振效应可能使Ag纳米颗粒激发产生电子-空穴对,将电子转移至ZnO导带从而提高可见光光催化活性。