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碳点ZnO纳米复合材料制备与光催化性能探究

目录

内容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1.1环境污染问题概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.1.2光催化技术发展现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.2碳点与ZnO材料简介．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2.1碳点的基本特性与应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.2.2ZnO纳米材料的结构与性质．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.3碳点/ZnO复合材料光催化研究进展．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.3.1碳点改性ZnO复合材料的研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

1.3.2碳点/ZnO复合材料在污染物降解中的应用．．．．．．．．．．．．．．．13

1.4本课题研究目标与内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

实验部分．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.1实验原料与仪器．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.1.1主要试剂与材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.1.2实验仪器设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.2碳点的制备方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.2.1聚己内酯法制备碳点．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

2.2.2碳点的结构表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25

2.3碳点/ZnO复合材料的制备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

2.3.1溶胶凝胶法制备ZnO纳米颗粒．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

2.3.2碳点与ZnO的复合方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

2.4样品表征与分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

2.4.1微观结构表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

2.4.2光学性质表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

2.4.3化学成分分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

2.5光催化性能测试．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

2.5.1光源与反应体系．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

2.5.2亚甲基蓝降解实验．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

2.5.3降解机理探讨．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

结果与讨论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

3.1碳点的结构与性质分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

3.1.1碳点的形貌与尺寸分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．46

3.1.2碳点的光学特性与荧光性能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

3.2碳点/ZnO复合材料的结构与性能分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

3.2.1复合材料的微观结构表征．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

3.2.2复合材料的光学性质分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

3.2.3复合材料的能带结构与光催化活性关系．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

3.3碳点/ZnO复合材料的光催化性能研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

3.3.1