由于实际应用的差异性,本文基于多孔的薄膜与粉末催化这两种代表性的材料,分别考察了不同模板制备ZnO多孔结构。本文的出发点在于,多孔的ZnO与光的交互作用,增加光的传播路径,提升光子的利用率的设计方案是否可行;引入掺杂元素从而改变晶体结晶性、提高载流子浓度,与Ag单质复合引起等离子体共振效应从而抑制载流子复合,这些思路是否合理;最终光催化降解甲基橙(MO)的测试优劣能否印证光学性质的极大提升。这些内容是本文的研究主旨:Ag纳米片复合的Na掺杂ZnO多孔膜复合材料:采用溶胶-凝胶法在前驱体液中加入适量的 Zn源和葡萄糖制备了具有多孔骨架结构的 ZnO模板。采用化学气相沉积(CVD技术)在多孔模板上制备了 Na掺杂ZnO薄膜。最后,采用光化学沉积法将Na掺杂ZnO多孔膜与Ag纳米片复合。研究了模板孔隙率、Na掺杂浓度以及Ag纳米复合材料对ZnO晶体光学性能的影响。锌源与葡萄糖的质量比为8:1为前驱体制备样品,确定了最佳孔隙率模板,增加了光的传播路径。在C VD过程中Na源、Zn源、O2的最佳载流量分别为75 sccm、150sccm、130sccm,其中Na元素提升ZnO的本征缺陷浓度。Ag作为纳米镜,进一步提升光的利用率。Ag纳米片复合的Na掺杂ZnO多孔膜复合材料显示出吸收光谱强度明显提升,催化性能也随之增加。Ag纳米颗粒复合的Al掺杂ZnO多孔空心球:采用乳液法制备聚苯乙烯(PS)纳米球并且作为模板,采用溶胶凝胶法制备多孔ZnO空心纳米球,增加了比表面积与反应吸附位点,在此基础引入Al元素的掺杂,其最佳浓度为Zn源的3%,它会增加电子发射中心从而使受激发电子浓度增大,采用光沉积法与Ag纳米颗粒复合,Ag单质与ZnO空心球相互作用形成等离子体共振效应,形成电子导流路径使得受激发电子转移,最终在Ag纳米颗粒上形成反应中心。Ag纳米颗粒复合的Al掺杂ZnO多孔空心球与传统粉末相比,光催化降解MO性能得到很大提高。