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ZnO是一种重要的半导体材料,其体相材料的禁带宽度为3.2eV,对应于波长为387nrn的紫外光。作为一种重要的光催化剂,是极少数几个可以实现量子尺寸效应的氧化物半导体材料,近年来得到了人们广泛的研究。但是,纯ZnO光催化效率较低,难以工程化应用。半导体复合或掺杂等能提高其光催化效率,因而引起广泛关注。 近几年,已经出现多种制备纳米ZnO粉体及复合粉体的物理和化学方法,如均匀沉淀法、离子溅射法、溶胶-凝胶法等。本文采用高分子凝胶法和固相合成法分别制备了纳米ZnO、ZnO/Ag、ZnO/La2O3、ZnO/CeO2。对制得粉体用X射线衍射分析得其相组成,透射电镜得产品的形貌及粒度分布,红外光谱分析其烧结的程度,高压汞灯和太阳光照射降解次甲基蓝溶液,对其光催化活性进行分析。实验结果表明: (1)以乙酸锌为原料,丙烯酰胺为单体,N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为网络剂,采用高分子凝胶法制得纳米ZnO粉体,且单体与网络剂的重量比为5:1时为最佳,最佳烧结温度是550℃。得到的粉体平均粒径为30-40nm,比表面积为26-36m2/g。水溶液中次甲基蓝染料在ZnO半导体光催化的条件下,能迅速分解。在降解2h时,降解率已经达到64%,说明其有较强的光催化性能。ZnO光催化降解次甲基蓝为一级动力学模型。 (2)采用高分子凝胶法制备了纳米ZnO/Ag粉体。其最佳烧结温度是550℃,沉积了贵金属Ag的ZnO纳米粉料的光催化活性得到了提高。光催化降解的最佳pH值是9.0;降解温度对催化剂的活性影响不大;加入过硫酸铵以后,光降解率提高。制备过程中没加入添加剂时,银的最佳掺杂量为1.0%。在制备过程中加入乙二醇时,制备出来的粉体平均粒径为25nm,在降解75min时,降解率达到了100%,此时的掺杂量为0.5%;以太阳光为光源时,在降解40min后,光降解率已经达到了100%,明显高于以高压汞灯为光源的光降解率;另外,降解20次之后的粉体的降解率和第一次降解的几乎一样,说明粉体可以重复利用。ZnO/Ag光催化降解次甲基蓝也为一级动力学模型。