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溶致液晶模板法制备纳米ZnO及其对亚甲基蓝的光催化性能

2019-04-08,,,,

关键词:体系

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(山东科技大学 化学与环境工程学院, 山东 青岛 266590)

利用光催化降解水中污染物具有节能、环保、高效等优点,是一种公认的行之有效的处理方法[1-2]。其中,光催化剂的选择影响着光催化技术的应用,半导体光催化剂具有较高的催化活性、较彻底的降解性、较广的适用范围,逐渐受到研究者的重视。半导体氧化物TiO2因其成本较低、化学稳定性较好等优点而成为近几十年来研究最多的化合物[3-5]。与TiO2相比,ZnO作为一种n型半导体氧化物,具有与TiO2相似的禁带宽度(3.37 eV)和更大的激子结合能(60 meV)[6],在纳米传感器[7]、涂料[8]等诸多方面应用广泛。在光催化领域,ZnO因具有较多的表面反应活性中心,在较广的太阳光谱范围内表现出较高的吸收能力而成为TiO2的有效替代品[9],一维纳米ZnO具有与TiO2相当甚至更高的光催化活性[10-11]。

本研究利用十二烷基硫酸钠/正戊醇/水三元体系层状溶致液晶为模板,结合均匀沉淀法制备纳米ZnO颗粒,并利用X射线衍射(X-ray diffractomer,XRD)、能量色散谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)、扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、红外光谱(infrared spectrometer,FT-IR)等手段对其结构进行表征,同时对其光催化降解亚甲基蓝溶液的性能进行研究。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

1) 试剂: 十二烷基硫酸钠 (sodium dodecyl sulfate,SDS),AR,天津祥瑞鑫化工有限公司;正戊醇(C5H11OH,AR),成都市科龙化工试剂厂;硝酸锌(Zn(NO3)2·6H2O,AR),天津市科密欧化学试剂有限公司;氨水(AR),成都市科龙化学品有限公司;亚甲基蓝(methylene blue ,MB),天津市大茂化学试剂厂。

2) 仪器:H-800偏光显微镜(polarizing microscope,POM);Rigaku Utima IV X射线衍射仪;SIGMA 500蔡司扫描电镜;JEM-2100透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM);Nicolet 380红外光谱仪;麦克ASAP 2460全自动比表面积与孔隙度分析仪;……

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