zno光催化材料的制备及表征毕业答辩图文.ppt

3.1 结果与讨论 SEM/TEM分析 随着煅烧时间的增加，碳球不断以气体CO2的形式被除去，空心球壳层越来越薄，表面越来越光滑；微球直径不断减小可能是由于随着碳球的移除导致了空心微球的萎缩，或者是大球里面的小球随着大球破裂而不断增多。 ZnO/C-0.5 ZnO/C-1 ZnO/C-2 ZnO/C-4 小球被包围在直径较大的球里面形成了“球中球”结构，由黑色圆边和较亮的球内部的相互对比可以看出，直径较小的小球也是空心的，证明ZnO/C-4样品是球中球结构的。这种结构可以使光的电磁波在光催化剂内部的空腔内进行多次反射从而增强了对光的有效利用，极大地增强其光催化活性。 ZnO/C-4 生长机理分析 XRD分析 随着煅烧时间的不断增加，（100）、（002）和（101）面的衍射峰强度逐渐加强。说明煅烧时间越长，碳模板的煅烧越完全，形成的纳米ZnO晶体结构越好。 FT-IR分析 Zn-O的晶格振动:478cm-1。 O-H拉伸振动和弯曲振动: 3460和1630cm-1，表明样品中吸附水分子的存在。 C-H键的伸缩振动和弯曲振动: 3080-3020和1000-675cm-1。 孔结构和BET比表面积 样品具有Ⅳ型的等温线和两个滞后回环。相对压力接近1有较高的吸附表明有较大孔的存在。插图显示出样品是双峰孔径分布（4.5 和12.5 nm的介孔）。随着煅烧时间的增加，碳含量不断减小，比表面积、孔体积和孔隙率逐渐减小，平均孔尺寸不断变大。 ZnO/C-4 样品的物理性质 XPS分析 多壳层的ZnO/C-4空心球材料的XPS全谱，结果表示，该样品主要含有Zn、C和O三种元素。 XPS全谱 C 1s Zn 2p O 1s Zn 2pXPS高分辨谱中，对应的结合能分别为1021.13和1044.29eV，并且分别属于Zn 2p3/2的Zn和Zn 2p1/2的Zn。在C1s谱中，它对应的光电子能谱的峰的位置在284.69eV，C的峰主要来源于样品中残留，其次是仪器本身附着的碳氢化合物。在O 1s谱中，O可以拟合成两个峰：分别是位于529.95eV的主峰和位于531.55eV的肩峰，并分别属于ZnO中的Zn-O峰和ZnO表面的羟基（·OH）峰。较高的羟基含量是由于ZnO空心球表面的Zn-O-Zn键的破坏和Zn-OH键的形成造成的。 光催化活性与羟基含量的测定 活性分析 煅烧时间从0.5 h、1.0 h、2.0 h到4.0 h，降解RhB水溶液越来越彻底，脱色效果越来越明显。样品ZnO/C-4在光照120分钟后降解率最高，达到92.4%。 随着煅烧时间的增大，表观速率常数k逐渐增加。当煅烧时间为4 h时，样品ZnO/C-4的降解速率常数k值达到最高（18.43×10-3）。 * ZnO光催化材料的制备及表征 报告人：XX 指导老师：XXX教授 2016年5月14日 13级研究生毕业答辩 主要内容 绪论 1 2 3 ZnO/C复合空心微球的水热制备及光催化活性 4 GO掺杂纳米ZnO的溶剂热制备及光催化性能 5 结论 ZnO纳米空心球的无模板溶剂热制备及光催化性能 1 绪论 据报道，2015年是中国有历史统计以来的“最强厄尔尼诺年”，多国气象机构确认厄尔尼诺已经形成。 解决当前日益严重的环境污染问题是我国实现可持续发展和提高人民生活质量的重要前提。 由于半导体光催化剂化学性质稳定，降解污染物彻底，可重复回收使用，成本低，制备原料简单易得，反应速度快，氧化还原能力很强等优点，因而在实际应用中大量用于环境污染治理。 1.1 研究背景 粒子纯度高 分散性好 晶形好且可控制 生产成本低 工艺简单 溶胶-凝胶法 水解法 沉淀法 水热法 喷雾法 1.2 ZnO的常用合成方法 1.3 新型光催化材料 制备简单廉价 稳定 中能带 低的比表面积 低的可见光有效利用率 低的量子效率 ZnO价带上的h+会跃迁到C3N4的价带上。 C3N4导带的e-转移到ZnO导带上。 e-从C3N4导带转移到ZnO导带上，h+则从ZnO价带转移到C3N4价带上。 ZnO/g-C3N4纳米复合材料可促进电子–空穴的有效分离，提高光催化活性。 g-C3N4 ZnO/g-C3N4纳米复合材料 ZnO-GO复合材料 石墨烯高效、快速的电子迁移有效地减小了ZnO-GO复合材料光诱导产生的电子空穴对的复合速率，从而大大提高了材料的光催化性能。 催化 能量存储 生物传感器 药物运输 单层的二维蜂窝状结构的sp2碳网络 表面积很高 电子传输性能优良 氧化石墨烯 降解有机污染物 (环境)（抗菌消毒） 纳米ZnO应用 光诱导超亲水性 (自清洁) 光解水制氢 (能源) 一、选题的背景和意义 ZnO 1.4 纳米氧化锌的前景展望 2 ZnO纳米空心球的无模板溶剂热制备及光催化性能 本章采用乙二醇溶剂为