液相法直接制备Ti—ZnO及其光催化性能研究
2017-07-10弓莹高雯雯焦玉荣刘慧瑾
弓莹 高雯雯 焦玉荣 刘慧瑾
摘 要: 以硫酸氧钛、醋酸锌、氢氧化钠为出发原料,在醇水溶液体系中,通过液相法直接制备了尺寸为25 nm的Ti-ZnO纳米晶体,ZnO为纤锌矿结构。Ti-ZnO显示出优异的光催化性能,在紫外灯照6 h后,Ti-ZnO对甲基橙的降解率达到97.34%。
关 键 词:ZnO;Ti掺杂;光催化
中图分类号:TQ 134,TB 383 文献标识码: A 文章编号: 1671-0460(2017)07-1315-03
Synthesis of Ti-ZnO and Its Photocatalyst Activity
GONG Ying, GAO Wen-wen, JIAO Yu-rong, LIU Hui-jin
(Yulin University, Shannxi Yulin 719000,China)
Abstract: Ti-ZnO nanocrystalline photocatalyst with 25 nm size was synthesized by liquid phase method in alcohol aqueous solution system , using Zn(Ac)2·2H2O,TiOSO4,NaOH as raw materials. Synthesized ZnO has wurtzite structure. The Ti-ZnO photocatalyst shows excellent photocatalytic performance in UV light; after the reaction for 6 h, the degradation rate of methyl orange over the Ti-ZnO photocatalyst can reach to 97.34%.
Key words: ZnO; Ti Doping; Photocatalyst
氧化锌(ZnO)的高效光催化降解有机物的能力,被认为是极具应用前景的光催化剂之一[1]。它不仅可以通过光辅助催化作用破坏各种有机污染物;能将难降解的大分子有机物最终氧化为CO2和H2O等对环境无害的小分子无机物;能去除水中溶解的大部分有机污染物,包括其它水處理技术很难除去的三氯乙烯、三氯甲烷和四氯化碳等小分子有机物;ZnO导带上的电子具有的还原能力能将水中的铅、铬、镉等重金属离子还原,但不会将水中对人体有益的矿物质元素去除[2,3]; 并且,光催化的杀菌能力比紫外线更强,这对于日益严重的有机染料污染,提供了一种有效的处理方法[4-6]。
金属离子掺杂是提高纳米半导体的光催化效率的有效方法之一[7]。纯ZnO 晶体是自然的N 型半导体,通过掺杂Ⅲ族元素Al 、Ga 、Y及Ⅶ族元素F等,可以提高载流子浓度,应用于各种发光显示器件、太阳能电池等[8-10]。当半导体中掺杂不同价态的金属离子后,半导体的催化性质会发生明显改变[11-12]。已有文献表明[13-15]:不同的掺杂离子所引起的变化是不一样的。掺杂离子不仅可以加强半导体的光催化作用,还可以将半导体的吸收波长范围从紫外区域扩展到可见光区域。……
