【摘 要】
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ZnGa2O4是立方晶系的宽带隙半导体,是一种具有很高化学稳定性的尖晶石结构的复合氧化物。本课题以Na3C6H5O7、Zn(NO3)2、Ga(NO3)3为原料,采用水热法制备Zn Ga2O4光催化材料;
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ZnGa2O4是立方晶系的宽带隙半导体,是一种具有很高化学稳定性的尖晶石结构的复合氧化物。本课题以Na3C6H5O7、Zn(NO3)2、Ga(NO3)3为原料,采用水热法制备Zn Ga2O4光催化材料;分别以Na3C6H5O7、Zn(NO3)2、Ga(NO3)3、Cr(NO3)3、Ni(NO3)2、Co(NO3)2为原料,采用水热制备了Cr3+、Ni2+、Co2+等金属离子掺杂的Zn Ga2O4光催化材料;以Zn Ga2O4、CO(NH2)2为原料,采用水热法及高温氮化制备了非金属离子N掺杂的Zn Ga2O4光催化材料。通过UV-Vis DRS光谱对光催化材料的吸收阈值及材料的禁带宽度进行表征,通过光催化降解测试及光催化产氢测试对光催化材料的催化性能进行表征。采用水热法制备纳米Zn Ga2O4光催化材料,当保温时间为24 h,水热温度为160℃,柠檬酸钠与金属离子的比例为5:2时,Zn Ga2O4材料的尺寸为10 nm,禁带宽度为3.9 e V。样品降解罗丹明B的速率最快,降解率达到90%,Zn Ga2O4样品的产氢量为184.7μmol/g。采用水热法制备了Cr3+、Ni2+、Co2+等金属离子掺杂的Zn Ga2O4光催化材料,当Cr3+掺杂量为1.0%、煅烧温度为700℃、保温时间为8 h下制备的Zn Ga1.99Cr0.01O4样品是立方晶系的纯相Zn Ga2O4,未出现其他杂相,样品的禁带宽度为3.28 e V,光照45 min时罗丹明B降解率为90%,Zn Ga1.99Cr0.01O4产氢量为446.4μmol/g;当Ni2+掺杂量为0.15%、煅烧温度为700℃、保温时间为0.5 h下制备的Zn0.9985Ni0.0015Ga2O4样品的禁带宽度为3.38 e V。光照60 min时降解率为96%,Zn0.9985Ni0.0015Ga2O4产氢量229.9μmol/g;当Co2+掺杂量为0.2%、煅烧温度为700℃、保温时间为8 h下制备的Zn0.998Co0.002Ga2O4样品的禁带宽度为3.36e V,光照60 min时降解率为98%,Zn0.998Co0.002Ga2O4产氢量为558μmol/g。图62幅;表2个;参50篇。
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