【正文】 ............... 14 光催化原理 ............................................................................................... 15 光催化材料的應(yīng)用 ................................................................................... 16 納米材料 ............................................................................................................. 17 納米材料的定義與分類(lèi) ........................................................................... 17 納米材料的性質(zhì) ....................................................................................... 17 納米材料的應(yīng)用 ....................................................................................... 18 ZnWO4粉體 ........................................................................................................ 20 ZnWO4簡(jiǎn)介 .............................................................................................. 20 ZnWO4的制備現(xiàn)狀 .................................................................................. 21 ZnWO4 的光催化性能 ............................................................................. 22 2 實(shí) 驗(yàn) ............................................................................................................................ 24 試驗(yàn)所用儀器及原料 ......................................................................................... 24 實(shí) 驗(yàn)試劑 ................................................................................................... 24 實(shí)驗(yàn)儀器 ................................................................................................... 24 實(shí)驗(yàn)過(guò)程 ............................................................................................................. 24 納米鎢酸鋅的合成 ................................................................................... 24 粉體測(cè)試 ................................................................................................... 24 光催化性能測(cè)試 ....................................................................................... 25 3 結(jié)果分析與討論 ........................................................................................................... 27 反應(yīng)時(shí)間對(duì)鎢酸鋅粉體形貌及性能的影響 ..................................................... 27 反應(yīng)溫度對(duì)鎢酸鋅粉體形貌及性能的影響 ..................................................... 30 pH 對(duì)產(chǎn)物形貌及性能的影響 ............................................................................ 31 4 結(jié)論 ............................................................................................................................... 33 謝辭 .................................................................................................................................. 34 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................... 35 1 引言 納米材料是指 材料的基本結(jié)構(gòu)單元至少有一維處于納米尺度范圍 (一般在1100nm)。6H2O 為原料 ， 采用水熱法制備了 ZnWO4催化劑 ， 通過(guò)控制溶液的 pH 值、反應(yīng)溫度、時(shí)間等 ， 制備了不同形貌的 ZnWO4光催化劑 ， 利用 羅丹明 B 為目標(biāo)降解物 ， 探討了 ZnWO4的光催化性能。 目前， 合成無(wú)機(jī)粉體 材料的方法主要有氣相法 、液相法和 固相法 ， 而近年來(lái)研究比較多的制備方法是 液相法中的水熱法 (也叫熱液法 )， 也是公認(rèn)的比較有發(fā)展前途的方法之一。這里存在的主要問(wèn)題是隨著水熱溫度的升高晶粒尺寸的穩(wěn)定性會(huì)逐漸降低，在有些條 件 下尺寸過(guò)小的顆粒會(huì)溶解。 因?yàn)樵谒疅釛l件下尿素會(huì)隨著溫度的升高逐漸分解產(chǎn) NH3和 CO2， NH3作為沉淀劑能迅速改變?nèi)芤旱?pH 值。但其也有固有的缺點(diǎn)，首先是其設(shè)備復(fù)雜，需要將球磨機(jī)和水熱反應(yīng)釜結(jié)合起來(lái)，這 也增加了平時(shí)維護(hù)保養(yǎng)得費(fèi)用降低了安全運(yùn)行時(shí)間。 nm)。 選擇助催化劑也是有一定的原則的，一般按照以下原則 ： 為了 使得光生載流子能 產(chǎn)生 定向輸運(yùn) 助催化劑與催化本體材料之間必須能夠形成歐姆接觸 ； 催化本體材料與 助催化劑 必須 具有匹配的費(fèi)米能級(jí) 來(lái) 保證光生電子的有效轉(zhuǎn)移。 根 據(jù)預(yù) 測(cè)，僅 在化妝品方面 ， 日本每年作為防曬劑的原料 ， 需求納米 TiO2 近 l000t。 原級(jí)顆粒：粉碎過(guò)程中最先形成的粉體的顆粒。舉例來(lái)說(shuō) ，具有導(dǎo)熱性 或者耐熱性 ，光致發(fā)光性 ，鐵磁性，順磁性， 耐腐蝕性 和 耐磨性，另外，還可以使 一些材料具有 介電性 和 超導(dǎo)電性 。除此之外，納米粒子還可以被添加到塊體材料的空隙中，用以改善材料的剛度、強(qiáng)度潤(rùn)滑性、 和摩擦性等 ， 可以廣泛的應(yīng)用于造紙工業(yè)、 石油行業(yè)、 機(jī)械行業(yè) 和核工業(yè)等領(lǐng)域 （ 2）在光學(xué)方面的性能及應(yīng)用 材料 所表現(xiàn)出的光學(xué)性能與材料的 內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)有著十分密切的聯(lián)系，這是由于 納米材料的結(jié)構(gòu) 與 常規(guī)宏觀材料的結(jié)構(gòu) 有著很巨大差異 。 晶體晶格的震動(dòng)形 式 對(duì)材料的熱膨脹性能影響較大，當(dāng)晶體點(diǎn)陣做線(xiàn)性振動(dòng)時(shí)，材料不會(huì)發(fā)生膨脹現(xiàn)象。在 [ZnO6]八面體中， 6 個(gè) O2和 Zn2+結(jié)合成 [ZnO6]八面體，它們之間以棱 相接，并且與 c 軸平行，呈鋸齒形的鏈狀形態(tài)，而在 [WO6]八面體中， W6+與鄰近的 4 個(gè)O2相連，形成 [WO4]2四面體，并且 W6+又與周?chē)^遠(yuǎn)的兩個(gè) O2相連，構(gòu)成了 [WO6]八面體，它們也是以棱相接，平行于 c 軸，呈鋸齒形的鏈狀結(jié)構(gòu)，并且處于 [ZnO6]八面體形成的鏈狀結(jié)構(gòu)之間， [WO6]八面體的四個(gè)頂角與 [ZnO6]八面體相連，所以ZnWO4 的晶體為近層狀結(jié)構(gòu)，且平行于 {100}。將 硝酸鋅 (Zn(NO3)2這與 表明它們 對(duì)于 光吸收 是由于 其本身帶間躍遷， 并不是 非雜質(zhì)能級(jí) 所起 的作用， 從而 非常 有效地避免了 由于 雜質(zhì)形成復(fù)合中心而 使 催化效率 降低 。物質(zhì)的 物相 、 結(jié)構(gòu) 、結(jié)晶性以及晶粒尺寸的大小都可以通過(guò) X 射線(xiàn)衍射法進(jìn)行分析。,β=176。用 500W 汞燈 進(jìn)行催化時(shí) ， 進(jìn)行 光催化降解 反應(yīng) 30min 時(shí)， 大約 60%左右的 RhB 已經(jīng) 被降解 ，到 128min 時(shí) 剩余 RhB 被完全降解 了 ， 當(dāng)我們換上 1000W 的汞燈時(shí) ， 同樣在 光催化 反應(yīng) 30min 時(shí) 進(jìn)行測(cè)量 ， 我們得出大約有 85%左右的 RhB已經(jīng) 被降解，到 80min 時(shí)， 剩余 RhB 也 被完全降解。 暗反應(yīng)完畢，打開(kāi) 1000W 汞燈，使 其照射 RhB 水溶液，利用鎢酸鋅粉體的光催化作用降解 有色成分 ， 大約 隔 15min 就 取樣 約 10ml，離心，去除 頂層 懸浮 的 顆粒。 人生只如初見(jiàn)，每一張笑臉都印在了腦海里。你們伴隨我 們走過(guò)了人生中重要的四年，在此，謝謝你們的幫助，謝謝你們的陪伴。 PH 值對(duì)合成產(chǎn)物的光催化性能和形貌具有明顯影響， 通過(guò)改變反應(yīng)溶液的 pH值可以對(duì)產(chǎn)物的形貌進(jìn)行控制，使晶體中具有高活性的晶面中的原子更多的暴露于晶體表面，從而提高產(chǎn)物的光催化性能。結(jié)果表明： 產(chǎn)物的結(jié)晶性能隨著 反應(yīng)溫度 的不斷升高而逐漸加強(qiáng) ，光催化性能 為最佳時(shí)的反應(yīng)溫度是 190℃ 。在反應(yīng) 的 初期階段， 生成的產(chǎn)物不能很好地結(jié)晶 ， 大量的晶體缺陷存在于晶體結(jié)構(gòu)中 ，使受到紫010 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 165反應(yīng)時(shí)間濃度反應(yīng)6 h反應(yīng)8 h反應(yīng)1 0 h反應(yīng)1 2 h 外光激發(fā)所產(chǎn)生的 空穴 和 電子 的復(fù)合 后湮滅的機(jī) 率提高，所以水熱反應(yīng)時(shí)間為 10h的產(chǎn)物 光催化效率 要明顯高于 反應(yīng)時(shí)間為 8h 的產(chǎn)物光催化效率 。首先配制 200mL 濃度為 105mol/L 的 RhB 水溶液，將 的 ZnWO4納米晶直接放入此溶液中，在光催化之前，暗反應(yīng) 30min，使其達(dá)到吸附平衡，然后在 上海比朗的 BLGHXV 光化學(xué)反應(yīng)儀中，采用 500W 汞燈照射，進(jìn)行光催化反 應(yīng)。 （ 1） X 射線(xiàn)衍射分析（ XRD） 在研究產(chǎn)物 ZnWO4 納米粉體的物相的組成及結(jié)構(gòu)時(shí)，采用日本理學(xué)的 全 自動(dòng)X射線(xiàn)衍射儀（ Xray diffraction， XRD）（ 型號(hào)為 Rigaku D/max2200PC 型）來(lái)對(duì)樣 品進(jìn)行分析，主要是為了判斷物質(zhì) 的組成和 物相的結(jié)構(gòu)。在 1999 年， Akihiko Kudo 和 Statoshi Hijii 等報(bào)道了 在波長(zhǎng)大于420nm 的光輻射下 Bi2WO6具有光催化活性 [18]。將懸濁液在干燥箱中干燥，將得到粉末在研缽中研磨，過(guò) 200 目 篩，取適量粉末 壓制成原片，用碳棒電爐加熱到 1000~1200176。 ZnWO4 晶體 屬于單斜晶系，陽(yáng)離子 W6+和 Zn2+都與氧原子 形成 六配位， Zn 原子 和 W 原子構(gòu)成氧八面體有序六方 最 緊密堆積。 （ 5）在熱學(xué)方面的性能及應(yīng)用 比熱、 熱穩(wěn)定性 和 熱膨脹 主要表現(xiàn) 了材料的熱學(xué)性能 。在環(huán)境溫度較低的情況下 ， 隨著一般的宏觀材料的尺寸的減小，當(dāng)其到達(dá)一定值時(shí) ，它 就成為了納米材料，而它 顯示出了納米材料應(yīng)有的比較好的韌性和塑形性而 不表 現(xiàn)為原有的脆性 。粉體的其他行為包括流動(dòng)性、摩擦特性、及濕顆粒群的一些特性等。目，既是每英寸長(zhǎng)的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)篩上篩孔的個(gè)數(shù)。 由于納米粒子的 誘導(dǎo)光吸收帶藍(lán)移 和 小尺寸效應(yīng)，可以使原來(lái)在紫外波段沒(méi)有吸收能力的常規(guī)材料通過(guò)納米技術(shù)的改造 ，使其納米化， 而產(chǎn)生寬頻 帶強(qiáng)紫外 的 吸收能力 ， 這就為設(shè)計(jì)新型的