SnO_2复合薄膜及其光催化性能研究.pdfVIP

赵 丽 等：电泳沉积法制备ZnO／SnO 复合薄膜及其光催化性能研究 1211 电泳沉积法制备ZnO／SnO2复合薄膜及其光催化性能研究 ， 赵 丽 ，范佳杰 ，余 家国 ，翟鹏程 ，王世敏 (1．湖北大学 功能材料绿色制备与应用省部共建教育部重点实验室，湖北 武汉 430062； 2．武汉理工大学 材料复合新技术 国家重点实验室，湖北 武汉 430070) 摘 要 ： 在导电玻璃 FTO基底上，利用电泳沉积技 将电泳沉积技术和半导体耦合相结合 ，在导 电玻 术成功制备了ZnO／Sn0。复合薄膜，并对样品进行了 璃 FTO基底上制备 ZnO／SnO 复合薄膜 。一方面实 SEM 和 XRD表征 ，并以降解罗丹明B为模型反应 ，考 现了ZnO纳米粉体的负载化，避免纳米催化剂在使用 察不同条件下制备的复合薄膜的光催化活性 。结果表 过程中引起的团聚 ，同时可以解决使用后的分离问题 ； 明电泳沉积 时间为 20min时，可得到表面致密均匀的 另一方面，ZnO和 snO 半导体耦合形成 了异质结构 zn0薄膜 ，膜厚为 0．5m，且随着电泳沉积时间的延 光催化剂 ZnO／SnO。，减小光生 电子一空穴 的复合几 长，薄膜的光催化速率不断增加，沉积时间为 20min 率 ，提高 了复合催化剂 的光催化 效率。电泳沉 积 时，光催化速率达到最大(0．016min )，如此优异的光 (EPD)技术是对 ZnO悬浮液施加电场，使 ZnO粒子在 催化性能可能是 由于异质结构光催化剂 ZnO／SnO 减 电场作用下于分散介质中作定 向移动 ，并在 电极或沉 小光生电子一空穴的复合几率 ，提 高了复合催化剂的光 积表面形成薄膜 。电泳沉积具有设备简单 、操作方 催化效率。此外 ，还研 究 了热处理温度对 ZnO／SnO 便 、膜厚可控、沉积工艺易于实现、适用于形状复杂基 复合薄膜光催化效率的影响，结果发现在 300℃热处 底等优点，近年来得到长足的发展 ，特别是用于纳米薄 理的光催化薄膜对罗丹明B的降解率最好，活性最高。 膜方面很有前景，更适合于大规模生产 。 关键词： ZnO／Sn0。复合薄膜 ；电泳沉积 ；光催化性 本文在 FTO导电玻璃上利用电泳沉积技术 ，制备 能 出ZnO／SnOz复合薄膜 ，探讨 了电泳沉积时间对薄膜 中图分类号： O614．24 文献标识码：A 表面形貌、微结构的影响。以降解罗丹 明B(RhB)为 文章编号 ：1001—9731(2011)07—1211—04 模拟有机污染物，考察了ZnO／SnO 复合薄膜制备过 程中的电泳沉积时间和热处理温度对光催化活性的影 1 引 言 响，并对原因进行 了初步探讨 ，为纳米 ZnO作为光催 纳米 ZnO光催化剂是近年来发展起来 的一种新 化剂的推广应用奠定了一定的基础 。 型环境友好材料 ，可以利用光能对水 中或空气 中的有 2 实 验 机污染物进行光催化降解 ，最终生成无毒、无味的 CO 、HO及一些简单的无机物口]。然而在实际应用 2．1 电泳沉积法制备纳米氧化锌薄膜 中，纳米 ZnO粉末与废水形成悬浮体系 ，存在团聚、失 配置 0．4mol／L纳米 ZnO和 10 mol／L 的 Mg 活及无法 回收重复利用的缺点，明显影响着以ZnO为 (NO。) ·6H O的异丙醇溶液 ，作为电泳悬浮液。Mg 基础的光催化技术商业化的进程 ，而 ZnO纳米颗粒的 (NO。)。在这里 的作用是防止在 电泳沉积过程 中，ZnO 负载化则解决 了上述问题_6]。除此之