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球形ZnO/TiO2颗粒的制备及其光催化研究

2014-08-06袁誉洪

中南民族大学学报(自然科学版) 2014年3期

袁誉洪,王 权

(中南民族大学 化学与材料科学学院,武汉430074)

TiO2有锐钛矿型、金红石型和板钛矿型几种晶型,锐钛矿型TiO2的光催化活性约为金红石型TiO2的300~2000倍[1],球形颗粒比表面积大,球形TiO2及其复合颗粒光催化活性较好.控制纳米催化材料的形貌可改善催化反应的活性和稳定性[2],纳米材料粒径越小,其带隙越宽,量子尺寸效应越明显,光吸收利用率越高[3].本文制备球形的ZnO/TiO2复合颗粒通过控制其粒径的大小,获得了光催化活性高且稳定性强的催化材料.

本文采用纳米异质复合技术,选用ZnO为异质复合剂,采用液相共沉淀法,以无机锌源和无机钛源为原料,考察了煅烧时间和PVP用量等不同条件下所制备的球形ZnO/TiO2复合颗粒的粒径大小和光催化性能.

1 实验部分

1.1 试剂和仪器

ZnSO4·7H2O(AR,国药试剂),Ti(SO4)2·9H2O(CP,上海南汇彭镇营房化工厂),PVP(聚乙烯吡咯烷酮,进口分装),无水乙醇(AR,国药试剂).

透射电子显微镜(Tecnai G20型,荷兰FEI公司), X射线衍射仪(Bruker D8型,德国Bruker公司),金卤灯(70W,佛山南海金三星电子照明厂),可见光分光光度计(721型,上海光谱仪器).

1.2 球形ZnO/TiO2复合颗粒的制备

1.3 ZnO/TiO2纳米复合颗粒的表征

用透射电镜观察样品的形貌,用X射线衍射仪对800 ℃下恒温煅烧不同时间后的ZnO/TiO2复合颗粒进行XRD分析.以金卤灯为光源模拟太阳光降解有机染料亚甲基蓝水溶液,并测量降解前、后溶液的吸光度.

晶体的粒径可通过Scherrer公式计算:

(1)

式(1)中,L为颗粒平均粒径,λ为X射线的波长,k为常数,取0.9,β是用弧度表示的最强峰的半高宽,θ为衍射角(弧度).

将制备的ZnO/TiO2前……

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