论文部分内容阅读
在锌片基底上利用热氧化法，简单低温湿化学法和热氧化-湿化学法制备了不同结构的纳米ZnO。结合XRD、SEM、DRS表征手段对制备的样品进行结构和表面特性分析。在不同的温度下热氧化，制备了具有六方钎锌矿结构的纳米ZnO粒子膜，而用低温湿化学法和热氧化-湿化学法制备了具有高度取向性的六方钎锌矿结构的ZnO纳米棒阵列膜。制备的ZnO纳米棒垂直于金属锌片基底生长且有良好的c轴取向性，纳米棒顶端直径在100 nm-150 nm之间。热氧化-湿化学法制备的纳米棒在锌片表面更致密、排列更加有序、取向性更好。在PL谱中，观察到直接湿化学法制备的ZnO纳米棒阵列薄膜具有良好的发光性能，在379 nm附近发出强的荧光，吸收带边在378 nm附近，禁带宽度为Eg=3.28 eV。而350℃热氧化-湿化学法制备的ZnO纳米棒具有三个荧光发射带，中心波长分别位于386 nm的紫带、524 mm的绿带和450 nm-500 nm附近的蓝带。 光催化实验结果表明，经过350℃热氧化-湿化学法制备的ZnO纳米棒表现出较好的光催化活性，且在此条件下制备的催化剂的光吸收能力最强。这可能是由于合适温度的热氧化抑制了催化剂的光生空穴-电子对的复合。随着光催化反应初始浓度地增高，反应速率减小，光催化的动力学常数与甲基橙溶液的pH有关，并且ZnO纳米棒光催化甲基橙反应呈明显的一级动力学特征。 综上所述，应用简单低温方法在廉价易得的锌片上制备出高性能的ZnO纳米棒阵列。这种简单制备方法为寻找高性能的光催化剂提供了一条有利的途径。