离子液体中光催化剂的制备、表征及性能的研究.pdfVIP

摘 要 摘 要 光催化技术是从20世纪70年代逐步发展起来的--17新兴环保技术。该技术以半导 体氧化物为催化剂，利用其在光照条件下吸收能量而受到激活，并以此来驱动氧化还原 反应的进行，能够有效的催化氧化分解有机物、还原重金属离子、杀灭细菌和消除异味 等，是一种理想的环境污染治理技术。 ZnO是一种宽禁带直接带隙半导体材料，室温下禁带宽度为3．37eV，是一种常用的 光催化剂。纳米材料由于颗粒尺寸细微化，因此能够表现出与体相材料不同的特殊性质， 如表面效应、小尺寸效应、量子隧道效应等。这些性质使得ZnO纳米材料在很多领域 得到广泛的应用。纳米ZnO的常用制备方法有溶胶一凝胶方法、共沉淀法、水热法、微 乳液法、真空溅射等。 离子液体是一种新型的绿色环保溶剂，在纳米材料合成中的应用引起越来越多研究 者的关注。离子液体本身具有很多特殊的性质，利用离子液体合成纳米材料主要是由于 离子液体具有低的表面张力，可以导致较高的成核率，产生细小的粒子，界面能低，易 于形成有序结构。目前，采用离子液体制备纳米材料的研究还处于初级阶段。 本文合成了实验所需的离子液体，并采用红外光谱对离子液体的结构进行表征。本 文主要采用离子液体一溶剂热合成法，以离子液体为模板剂及表面活性剂，通过控制反 应温度、离子液体用量、酸碱度等实验条件合成了不同粒径，不同形貌的纳米ZnO粉 体。研究结果表明：通过对实验条件的控制，分别制备出了片状、棒状、片状团簇状等 形貌的纳米ZnO粉体，并对其形成机理进行了初步探讨。同时，采用常压下油浴加热 的方式，以离子液体为溶剂制备纳米ZnO粉体，考察了不同碳链长度以及不同阴离子 K 的离子液体在合成过程中对纳米ZnO粒子形貌的影响。实验结果表明：在本实验条件 ■ 下，不同碳链长度的离子液体对纳米ZnO粒子大小有很大影响，而阴离子不同的离子 t· 液体对纳米ZnO粒子的形貌和粒径大小影响不大。 ， 本文通过X．射线衍射光谱、红外光谱、紫外光谱、场发射扫描电镜等手段对纳米 ZnO粉体进行了结构表征，并对其光催化性能进行了测试。 关键词：ZnO，光催化，离子液体 Abstract Abstract isanewenvironmental Photocataplytictechnology developed protectiontechnology from1 as was thesemiconductor 970s．Using catalyst,underlight transmittedanddrovedtheredox oxidant the reaction,effetelydecomposed deoxidized of