锂掺杂氧化锌纳米带阵列薄膜的制备及其光催化性能研究.pdf

⑧硕士掌位论炙 MASl’ER、S 1‘lIESlS Synthesis and Application inPhotocatalytic 1’echnology ofLithium Doped Zinc oxide Nanobelts Array Fj0Ims AThesis Submi钍ed inP硪ial Fulfillment oftheRequirements For By PeiYang POstgraduate Program ColIege ofPhysical science andTechnolo斟 Central China Normal Universi锣 Supervisor:Yiwen 1hg Academic Title:Professor si咖re攀叩 ApproVed ⑧硕士学位论炙 MASTER’S TlfESlS 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师指导下,独立进行研究工作所取得的研究成果。除文中已经标明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。作者签名:栖,f今日期:洳房午5月zg日学位论文版权使用授权书学位论文作者完全了解华中师范大学有关保留、使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属华中师范大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许学位论文被查阅和借阅; 学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释:本学位论文属于保密,在——年解密后适用本授权书。非保密论文注释:本学位论文不属于保密范围,适用本授权书。作者签名:春弓斤鼠日期:动13年j月z8日导师签名: 日期:沙f弭厂月们日本人已经认真阅读“cALIs高校学位论文全文数据库发布章程”,同意将本人的学位论文提交“cALIS高校学位论文全文数据库”中全文发布,并可按“章程”中的规定享受相关权益。回童途塞握銮卮澄卮;旦圭生;旦二生;旦三生筮查! 作者签名:栖彳币日期:西侈年5月zg日导师签名:抄吼秒l努厂斗刀谚⑨硕士学位论文 MASTER‘S THESIS 摘要随着现代工业文明的迅猛发展,越来越多种类繁杂的有机物被排放到自然环境中。在众多降解有机污染物的方法中,半导体光催化降解技术更加绿色环保。研究表明,半导体氧化物作为光催化剂相对于其他材料更具有优越性。Zn0由于安全无毒,来源丰富,易于结晶性和形貌可控性,使它成为光催化剂的首选之一。我们可以根据ZnO的各向异性生长特性对其进行不同方向的可控生长,通过掺杂改性或者与其他半导体复合等方式,获得具有特殊形貌和优越光催化性能的纳米ZnO材料。本论文针对高比表面积的Zn0基多孔纳米带阵列薄膜的调控制备, 及其在光催化技术中的应用进行了有益的探索,其主要内容如下: (1)通过简单的水热方法和后续的热处理,在FTO玻璃上制备出具有高比表面积、+掺杂的znO(Li+-zn0)多孔纳米带阵列薄膜,得到了比较高的光催化效率。通过XRD、SEM、TEM和BET测试等手段对样品进行结构、物相、形貌和比表面积研究,结果显示Li+进入Zno晶格,且该多孔纳米带薄膜阵列整齐、纳米带孔洞分布均匀、结构稳定,与基底附着性良好,并且具有大的比表面积。将制备的Li+.Zn0多孔纳米带阵列薄膜在350 W汞灯的照射下降解罗丹明B,当Li+.“m时,其光催化降解效率大幅提高,约是未掺杂Li+。(2)基于(1)的研究成果,采用简单的低温化学水浴法,分别在水热反应时间为2 ,得到CdS/Zn0和 CdS/Li+.zn0两种纳米带阵列薄膜。通过xRD、SEM和TEM对样品进行结构、物相和形貌表征。 CdS/Li+-ZnO。在350W紫外汞灯照射下对样品进行光催化降解测试,发现随着 CdS的沉积时间由lO min增加到20 min,样品对RhB的催化效果也随之增强。比较沉积20 min的样品,发现CdS/ZnO纳米带阵列薄膜在光照50 miIl之后将 %,而CdS/Li+.ZnO纳米带阵列薄膜则需要光照90 miIl才能达到 %的降解率,也即CdS/Zno的降解效果更佳。综合所有水热反应时间为2 h 的样品,他们的光催化降解效率