【正文】 Development and Experimental Validation[J].Chemical Engineering Science,2021,56(8):27332744. [11]王世敏 ,徐祖勛 ,傅晶 ,納米材料 制備技術 .化學工業(yè)純版社 .2021,2. [12]Run Wu,Chang Sheng Xie,Hui Xia, Junhui Hu, Aihua Wang, the Thermal Physical Pormation of ZnO Nanoparticles an their Morphology,Crystal Growth,2021,4:274280. [13]Mamzer Purica,Elena Budianu, Structural and Optoelectrical in Vestigation of Transparent and Conductive Zno thin Films prepared by Chemical Vapor Deposition,IEEE,2021:159162. [14]Liu,Hu,X F,Zu,Y,Nanometersized Zinc Oxide Prepared by Using Urea as Precipitating AAgent, Journal of Inanic Material,1999,14:391396. [15]Ki Chang Song,Yong of hih Surface Area Tin Oxide Powders by a Homogeneous Precipitation Method,2021,42:283289. [16]Marcia ,Synthetic Hollow Zinc Oxide Microparticles, Materials,Materials Research Bulletin,2021,36:10991108. [17]Ying Dai,Yue Zhang,Yuan Qiang Bai, Zhong Lin Wang, Bicrystalline Zinc Oxide 本科畢業(yè)論文（設計） 26 Nanowires,.,2021,375:96101. [18]宋紅艷 ,趙純寅 ,王華年 ,李傳華 ,超細氧化鋅粉末的研制 ,涂料工業(yè) ,1998,3:2022. [19]康青 ,張良縈 ,納米紅外輻射材料的研究現狀 ,材料導報 ,1998,12(4):3940. [20]Malle Krmks,Enn Oxide Thin Films by the Spray Pyrolysts Method,Thin Solid Films,1995,270:3336. [21],K,Keis,H,Lindstrim,S,Sodergren,A,Solbrand, and ,High LighttoEnergy Conversion Efficiencies for Solar Cells Based on Nanostructured ZnO Electrodes,J ,101:25892592. [22]Reid,Coath ,.,Mckegan,K residence Times for the Youngest Rhyolites Associated with long Valley ,Lett,1997,150:2739. [23]鄧男圣 .吳峰主編 .環(huán)境光化學 ,北京 :化學工業(yè)出版社 (第一版 ),. [24], In2O3(ZnO).Photocatalysts with Laminal Stucture for Visible lightinduced H2 or O2 Evolution from Aqueous solution Containing Sacrficial Reagents[J].Chem. :1027. [25]Sakthivel S,Geissen S U,Bahnemann D W,etal. Enhancement of Photocatalytic Activity by Semiconductor heteroiunctions:αFe2O3,WO3 and CdS deposited on ZnO[J].. :,46:561570. [26]嚴新 M朱雪梅 ,吳俊方等 .均勻氧化鐵納米粒子的制備及表征 [J].鹽城工學院學報 ,2021,15(2):5052. [27]P..Feng,Hydrothermal Syntheses and Structural Characterizations of Cobalt Phosphate Based Zeolite Analogues[J].Nature,1997,388:735741. [28] 馬子川 , 魏 雨 等 . 亞 鐵 鹽 氧 化 法 合 成 紡 錘 形 αFe2O3 微 球 的 條 件 的 研 究 [J]. 功 能 材料 ,1998,129(5):465467. [29]郭保文 .納米材料及其技術在涂 料工業(yè)中的應用研究 .新材料產業(yè) 2021,111(2):6267. [30]鐘紅梅 ,楊延釗 ,張為民等 .回流法制備納米氧化鐵的研究 ,山東大學學報 (理學版 ),2021,37(2):160162. [31]喻德忠 ,蔡洳秀 ,潘祖亭 .納米級氧化鐵的合成及其對六價鉻的吸附性能研究 .武漢大學學報 (理學版 ),2021,48(2):136138. [32],Study of the MechanoChemical Transformation of Goethite to Hematite by TEM and XRD,Mater,Res,Bull,2021,35,22952308. [33]羅谷風 基礎結晶學與礦物學 ,南京大學出版社 ,1998. [34]張永剛 .閆裴 .納米氧化鋁的制備及其應用 [J].無機鹽工業(yè) .(3):1922。結果與 SPS的結論相一致， 1:4的樣品具有最高的光催化活性。峰強的改變是由于復合的比例有所不同而導致。 20 30 40 50 60 70 80 1 6 0 6 N 71 6 0 6 N 51 6 0 6 N 31 6 0 6 N 11 6 0 6 H2OIntensity / a.u.2 t h e t a / d e g r e e 圖 39 160℃ 反應 6h不同氨水濃度的樣品 本科畢業(yè)論文（設計） 21 從以上三組 XRD譜圖中，我們可以得出以下結論：氨水可以調控 Fe2O3樣品的晶化度， 隨著氨水濃度的提高其晶化度不斷增大，當達到一定程度后趨于穩(wěn)定。 本科畢業(yè)論文（設計） 18 400 500 6000481216202428 Wav e length /n mIntensity/a.u.1 4 0 6 N 51 4 0 6 h1 4 0 6 N 3 圖 PL圖 納米 ZnO 的光催化活性測試 在圖（ 3— 6）中，我們選擇的光催化體系為： 150W 氙燈紫外光光照、 80ml， 10mg/L苯酚、 光催化劑。有趣的是，氨在促進氧化鋅生成的同時，對形貌也有一定的調控作用，但是隨著氨量的增加，調控作用不明顯了。原子熒光光譜的產生原理如下：氣態(tài)自由原子吸收光源的特征輻射后，原子的外層電子躍遷到較高能級，然后又躍遷返回基態(tài)或較低能級，同時發(fā)射出與原激發(fā)波長相同或不同的發(fā)射即為原子熒光。 測試樣品的晶相組成及晶化度。將燒杯放在距氙燈（ 150 W）處接受光照 2 h。 將反應釜分別在 120 ℃ 、 140 ℃ 、 160 ℃ 下水熱 6 h。 通過在復合體系中引入功能分子磷酸根，試圖解決復合幾率差，光生載流子分離效率低等問題。檸檬酸的劇烈燃燒使分解產物噴射，分散程度很大，分子之間的相互作用力變得非常弱，所以粒子不易長大，可以得到 20nm左右的氧化鐵粒子。 ⑸ 氣相法 氣相法在制備納米微粒技術中占有重要的地位，它可以分為物理氣相沉積法和化學氣相沉積法。在攪拌條件下，將一定濃度的 FeSO4溶液加入反應釜中，加熱至一定溫度，加入少量分散劑和表面活性劑的水溶液，攪拌均勻后，迅速滴加 NaOH 溶液，得到墨綠色 Fe(OH)2沉淀，加入由晶粒控制劑和陽離子調節(jié)劑復配的復合劑，攪拌均勻后通入空氣氧化形成晶核，再在一定溫度下滴加 NaOH 溶液，洗滌、 干燥得到氧化鐵黃。根據納米粒子的表面效應：當外界環(huán)境發(fā)生變化時，粒子表面或界面上的離子價態(tài)和電子亦發(fā)生變化的特點，可將納米氧化鐵制成靈敏的傳感器，用于 H乙醇、 CO 及其他有毒氣體的檢測 [30]。如圖 11 所示，在垂直三次軸平面內， O2 Sakthivel 等 [25]分別合成了 αFe2O3/ZnO、 WO3/ZnO 和 CdS/ZnO光催化劑，并考察了它們對水中二氯乙酸 (DCA)的光催化效果。采用室溫固相反應和微波輻射技術來制備納米 ZnO，具有工藝簡單、能耗低、無需溶劑、產率高以及制備 條件溫和等優(yōu)點，而且還可以克服制備過程中固體物易團聚而使粒徑增大的缺點，工業(yè)生產前景十分樂觀。而且由于 ZnO膜在氫等離子體上的高度穩(wěn)定性，可很好的替代 In和 SnO2在無定性硅太陽能電池的傳導電極 [22]。按 ZnO的 r+/r值， Zn2+離子的配位數應為 6，應屬于 NaCl型結構。 雖然已開發(fā)的光催化劑有很多種，但是大部分光量子效率不高，對光的響應范圍狹窄，在可見光區(qū)的催化能力很低、不穩(wěn)定，因此對已有體系的摻雜改性及研制新型高效催化劑以實現在可見光區(qū)具有很高的光催化性能，充分利用太陽能源將是光催化研究的一個重要方向，尋找新型的可以高效利用日光的光催化劑是光催化氧化技術實用化急需解決的問題，也是該領域研究的重點。其中，半導體復合是指由兩種或兩種以上物質在納米尺度上以某種方式結合在一起而構成的復合粒子，當兩種或兩種以上的半導體形成具有一定微觀結構的復合體系后，其光化學，光物理方面的性質都會產生很大的改變 [9]。OH + (有機物 ) CO2 + H2O O2圖中途徑 2 代表光生電子和空穴的體內再復合，電子 空穴對向半導體表面的遷移 會引起光生電子與催化劑表面吸附的有機、無機物或溶劑發(fā)生電荷轉移 [4,5]。 photocarrier 本科畢業(yè)論文（設計） 3 第一章 緒 論 半導體光催化技術 隨著人類發(fā)展和社會進 步，環(huán)境污染和能源短缺是當今世界人們最關心的兩大問題。利用 XRD、 SPS、 PL、SEM 等手段對樣品進行了表征。重點考察復合樣品可見光的光催化活性。為此太陽能的開發(fā)成為解決問題的關鍵，而作為其中重要部分的半導體光催化技術有望成為解決環(huán)境問題和能源問題的有效方法，因而通過將太陽能轉化為潔凈氫能的光解水技術將能徹底解決能源枯竭帶來的危機，而光催化降解有機污染物將成為解決環(huán)境污染的一條廉價可行途徑 [1,2]。 其過程可由下式表示以 TiO2 為例： 本科畢業(yè)論文（設計） 4 TiO2 + h? (Eg) e + h+ e + h+ TiO2 熱能或光能 h+ + D D+ e + A A+ 在半導體表面附在粒子表面的溶解氧和水分子發(fā)生作用，產生能量傳遞，最終形成具有高活性和強氧化性的羥基自由基 OH + (有機物 ) CO2 + H2O 半導體光催化的研究現狀 自 1972年 Fujishima和 Honda發(fā)表了關于 TiO2電極上光解水的論文 [6]可以看作一個光催化研究的開始，此后來自化學、物理、環(huán)境、材料等領域的研究工作者們就圍繞著太陽能儲存與轉化、光化學 合成等課題，詳細開展了對光催化過程機理的探索。將兩種能帶位 置適合的半導體材料復合而制備出的光催化劑，不僅可以提高光生電荷的分離效果，而且可以擴大光吸收波長的范圍，所以半導體復合是提高光催化性能的一條有效途徑。 半導體光催化劑的固化技術需要完善。而實際上，ZnO是纖鋅礦結構， Zn2+離子配位數為 4，其原因是 ZnO中離子極化，使 r+/r值下降，從而導致配位數和鍵性的變化。 本科畢業(yè)論文（設計） 7 納米 ZnO 的制備方法 ⑴ 氣相法制備技術 氣相法是直接利用氣體或者通過各種手段將物質變成氣體，使之在氣體狀態(tài)下發(fā)生物理變化或化學反應，最后在冷卻過程中凝聚長大形成納米微粒的方法 [11]。但是與化學法相比，固相法污染程度大、粒徑大，很難得到單分散性較好納米級粉體。它們的復合均提高了對可見光的利用效率，并且復合后相對于純 ZnO 光催化活性大大提高。成六方最緊密堆積； Fe3+在氧離子層之間，充填三分之二的八面體空隙，組成共棱的 FeO 六配位八面體層，相鄰層間的八面體共面連接。納米粒子制成催化劑的活性、選擇性都高于普通催化劑，還具有壽命長、易操作等特點。 ⑵ 溶膠 凝膠法 溶膠 凝膠法是指前驅物質溶于水或有機溶劑中形成均質溶液，溶質發(fā)生水解反應生成納米級的粒子并形成濟膠，濟膠經蒸發(fā)、干