制备条件对胺改性纳米ZnO光催化性能的影响
2012-04-09张秋红柳艳修牟祖霖
化学工业与工程 2012年2期
张秋红,宋 华*,柳艳修,牟祖霖
(1. 东北石油大学化学化工学院,黑龙江 大庆 163318; 2. 大连理工大学,辽宁 大连 116023)
ZnO半导体材料因其无毒、成本低廉等优点,在光催化方面有广泛应用[1-4]。但由于ZnO为宽禁带(Eg=3.37 eV)半导体材料,在室温下具有较大的激子束缚能(60 meV)[5],而且光生电子与空穴极易复合,使得光量子利用率较低,难以取得满意的光催化效果。基于以上原因,可对ZnO进行改性来提高ZnO的光催化性能。目前的研究大多是通过掺杂金属离子、非金属[6-8],与其它物质复合[9]抑制光生电子与空穴的复合,从而提高光催化性能。
有机胺类化合物在多种材料的制备过程中都作为改性剂出现。吴建锋[10]采用聚丙烯酰胺调节并控制了目标晶体的形貌。李梅[11]以辛胺为造孔剂,改变了纳米ZnO的孔道分布。这些研究结果表明有机胺作为改性剂,可调节合成材料的微观结构。但其对催化剂光催化性能的影响并没有进行研究。本研究采用有机胺化合物对纳米ZnO进行了改性,以紫外光照射下的甲基橙降解反应为研究对象,考察了有机胺的加入对ZnO光催化性能的影响。
1 试验部分
1.1 试剂与仪器
乙酸锌和无水乙醇,沈阳华东试剂厂;乙醇胺、二乙醇胺、乙二胺、三乙胺、檬酸三铵和草酸,哈尔滨市化工试剂厂。均为分析纯。
自制光催化石英反应器,722-分光光度计。
1.2 催化剂的制备
采用溶胶-凝胶法制备了ZnO光催化剂。试验如下:称取6.651 5 g乙酸锌及一定量的有机胺,溶于50 mL蒸馏水中,搅拌均匀。将草酸11.369 0 g,溶于50 mL无水乙醇中,将乙酸锌溶液,逐滴加到草酸的无水乙醇溶液中,使其形成均匀的溶胶。……
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