水热法制备Mn掺杂ZnO及其光催化性能研究
2020-10-21刘方华李香兰彭小英冯胜雷
人工晶体学报 2020年9期
郭 慧,刘方华,2,付 翔,2,李香兰,彭小英,2,冯胜雷
(1.江西科技学院城市建设学院,南昌 330098;2.江西科技学院绿色建筑研究所, 南昌 330098; 3.河北工程大学土木工程学院,邯郸 056038)
0 引 言
在工业经济快速发展的同时,改善环境污染问题迫在眉睫,在提高人民生活水平的前提下,如何保持青山绿水需要科研工作者从科学的角度给出解决方案。工业废水污染是环境污染中重要的一类[1],特别是印染厂、制革厂、化工厂排出的偶氮类、蒽醌类和杂环类有机废水,色度深、毒性大、有机物含量高、降解难度大[2]。光催化技术是新兴起来的一种先进氧化技术,因其具有绿色、无污染、降解彻底的优点,而在工业废水处理领域具有广阔的应用前景[3-5]。
光催化材料在光催化技术中处于核心的地位,目前应用最为普遍的光催化材料是TiO2及其复合物,但是TiO2成本较高[6]。相比之下,ZnO与TiO2带隙结构相似,而且具有毒性低和价格低廉的优点[7-8],特别是在降解某些污染物的时候呈现出比TiO2更优越的光催化性能,因此,ZnO成为光催化领域一种具有潜在应用价值的新材料[9]。但是,纯ZnO存在光谱响应范围窄,光生载流子复合率高等缺点,为此,人们通过半导体复合、非金属/金属掺杂和贵金属表面负载等形式来改善其光催化性能,提高光催化效率[10-13]。Mn在地壳中含量丰富(约占0.1%),廉价易得,且毒性低,更为重要的是Mn与Zn离子半径相近,如果将Mn掺杂入ZnO的晶格中,就可以引入掺杂能级、降低禁带宽度、拓宽光响应范围和提高光催化效率。……
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