【摘 要】
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ZnO因无毒、稳定性高、成本低等特点常被用于有机污染物的光催化降解中。本论文采用简便的合成方法制备分级结构ZnO,通过Fe掺杂、Ag负载和碳量子点复合等方式对ZnO进行改性,以甲基橙（MO）溶液模拟染料废水,评估改性后的ZnO复合材料的光催化性能。主要研究如下:（1）贵金属负载改性ZnO微球。采用化学沉淀法制备了ZnO微球,通过硝酸银溶液浸渍还原沉积Ag纳米颗粒于ZnO微球上得到Ag/ZnO复合材
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ZnO因无毒、稳定性高、成本低等特点常被用于有机污染物的光催化降解中。本论文采用简便的合成方法制备分级结构ZnO,通过Fe掺杂、Ag负载和碳量子点复合等方式对ZnO进行改性,以甲基橙（MO）溶液模拟染料废水,评估改性后的ZnO复合材料的光催化性能。主要研究如下:（1）贵金属负载改性ZnO微球。采用化学沉淀法制备了ZnO微球,通过硝酸银溶液浸渍还原沉积Ag纳米颗粒于ZnO微球上得到Ag/ZnO复合材料,表征了样品的形貌、组分、结构、比表面积及光谱特性,考察了紫外光照下Ag/ZnO的光催化活性。结果表明:ZnO是由ZnO纳米片相互交叠成的片花状微球,Ag纳米颗粒均匀负载在ZnO表面,产生了等离子共振吸收峰,促进了ZnO光生电子-空穴对的有效分离。Ag/ZnO的光催化活性随Ag担载量的增加显著上升,当Ag:ZnO为8 wt%时得到的Ag/ZnO具有最好的光催化活性,紫外光照100 min,MO降解率可达89.0%。（2）过渡金属掺杂和贵金属负载协同改性ZnO纳米花。采用水热法合成了Fe掺杂的ZnO纳米花（记为ZnFeO）,将Ag纳米颗粒沉积在ZnFeO纳米花上,得到Ag/ZnFeO。表征了样品的形貌、组分、结构、比表面积及光谱特性,考察了Fe/Zn加料摩尔比和Ag担载量对样品光催化性能的影响。结果表明:ZnFeO是扁柏状ZnO叶片组装成的分级结构纳米花,Fe掺杂增加的氧空位和Ag担载产生的等离子共振效应均增强了ZnO的可见光吸收。当Fe/Zn为1.2%,Ag/ZnFeO为4 wt%时得到的Ag/ZnFeO光催化活性最好,可见光照80 min,MO降解率达92.3%,循环使用四次,MO降解率仍达86.4%。（3）碳量子点（CQDs）的制备、修饰及与ZnFeO复合提高光催化性能。以葡萄糖为碳源,采用水热法制备CQDs,加入碳酸锰获得Mn-CQDs,用CQDs和Mn-CQDs溶液浸渍ZnFeO纳米花上获得CQDs/ZnFeO和Mn-CQDs/ZnFeO。表征了样品的形貌、组分、结构、比表面积及光谱特性,考察其复合材料的光催化性能。结果表明:Mn的修饰提高了CQDs荧光强度和稳定性。CQDs、Mn-CQDs与ZnFeO复合增强了ZnFeO的可见光吸收,改善了其光催化活性,因Mn-CQDs上成键轨道的不成对电子可以与掺杂的元素作用形成新的电子,提升ZnO表面电子-空穴对的分离速率,相比于CQDs/ZnFeO,相同条件下制备的Mn-CQDs/ZnFeO光催化活性更好。
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