氧化锌微晶论文水热法制备六方柱状ZnO微晶的形貌结构与光催化性能

氧化锌微晶论文：水热法制备六方柱状ZnO微晶的形貌、结构与光催化性能【中文摘要】ZnO半导体材料作为一种性能优良的光催化剂,在环境治理和保护方面有很大的应用前景,由于ZnO的光催化性能与其尺寸、形貌和表面缺陷等有关,因此,研究ZnO的晶体形貌和结构对ZnO光催化性能的影响是目前研究热点之本文以不同的锌盐和碱液,采用水热法合成了一。Zn(CHCOO)2·2H2O-NaOH、Zn(NO3)2·6H2O-KOH和Zn(CHCOO)2·2H2O-HMTA三个不同体系的ZnO微晶,系统研究了不同的反应条件对ZnO微晶微观形貌的影响,探讨了不同体系的ZnO微晶的生长机理,并以甲基橙为降解物,通过光催化降解实验,研究了不同ZnO微晶形貌、结晶度、晶面与光催化活性的关系,同时,对结晶优良的六方柱状ZnO进行稀土金属离子的掺杂,以提高其光催化降解活性,研究掺杂离子及掺杂量对ZnO微晶光催化活性的影响。另外,以载玻片为基体,制备了负载型六方柱状ZnO微晶。实验中采用XRD、SEM、UV-Vis和紫外分光光度计等现代测试分析手段对样品的晶相、微观结构、吸收光谱以及光催化降解活性进行了测试分析。在Zn(CHCOO)2·2H2O-NaOH体系中,采用正交试验,以ZnO微晶形貌作为质量评价因素,通过...【英文摘要】ZnOsemiconductormaterialshowsgreatpromisingapplicationsforwellphotocatalyticproperty.IthasbeendemonstratedthatthepropertiesofZnOcrystalisrelatedtoitssurfacemorphology,sizeanddeficienlyandsoon.ThereforemoreattentionshavebeenpaidtotherelationshipbetweenthemorphologiesofZnOcrystalanditsphotocatalyticactivity(PA).HydrothermalmethodwasadoptedtoprepareZnOcrystalliteswithdifferentZincsaltsandalkaliliquorinthispaper.Theinfluenceofreaction...【关键词】氧化锌微晶水热法反应条件晶体形貌显露晶面光催化活性稀土掺杂生长机理【英文关键词】zincoxidecrystallitehydrothermalmethodreactionconditioncrystalmorphologyexposedcrystalplanephotocatalyticactivityRareearthdopantgrowthmechanism【目录】水热法制备六方柱状ZnO微晶的形貌、结构与光催化性能摘要4-7Abstract7-10第1章绪论15-301.1课题研究的目的及意义15-161.2ZnO的晶体性能16-191.2.1ZnO的晶体结构和物理特性16-181.2.2ZnO的晶面特性18-191.3ZnO微晶国内外研究及应用进展19-271.3.1ZnO的制备方法19-231.3.2ZnO光催化剂的研究及应用23-271.3.2.1ZnO光催化性能的影响因素23-261.3.2.2提高ZnO光催化活性的方法26-271.3.2.3ZnO光催化剂的负载271.4实验仪器及化学试剂27-291.4.1实验仪器281.4.2化学试剂28-291.5本课题研究的主要内容29-30第2章水热法制备六方柱状ZnO微晶及结构分析30-832.1Zn(CHCOO)_2·2H_2O-NaOH体系制备六方柱状ZnO微晶的研究30-482.1.1样品组成设计312.1.2样品制备及结构表征31-322.1.3结果分析与讨论32-432.1.3.1XRD相组成分析32-342.1.3.2SEM形貌分析34-422.1.3.3影响ZnO微晶形貌和结晶性能的因素42-432.1.4最佳ZnO微晶的性能分析43-452.1.4.1XRD相组成分析442.1.4.2SEM形貌分析44-452.1.5Zn(CHCOO)_2·2H_2O-NaOH体系ZnO微晶的形成过程机理探讨45-472.1.6小结47-482.2Zn(NO_3)_2·6H_2O-KOH体系制备六方柱状ZnO微晶48-642.2.1样品组成设计48-492.2.2样品的制备492.2.3结果分析与讨论49-622.2.3.1正交实验结果分析49-502.2.3.2XRD相组成分析50-522.2.3.3SEM形貌分析52-602.2.3.4影响ZnO结晶性能和形貌的因素60-622.2.3.4.1反应时间对ZnO结晶性能的影响612.2.3.4.2反应温度对ZnO结晶性能的影响61-622.2.3.4.3OH~-/Zn~(2+)浓度比对ZnO结晶性能的影响622.2.4Zn(NO_3)_2·6H_2O-KOH体系ZnO微晶的形成过程机理探讨62-632.2.5小结63-642.3Zn(CHCOO)_2·2H_2O-HMTA体系制备六方柱状ZnO微晶的研究64-812.3.1反应物浓度对ZnO晶体形貌的影响64-682.3.1.1样品的组成和制备64-652.3.1.2SEM形貌分析65-682.3.2反应时间对ZnO晶体形貌和结构的影响68-712.3.2.1样品的组成和制备682.3.2.2SEM形貌分析68-712.3.3反应温度对ZnO晶体形貌和结构的影响71-742.3.3.1样品的组成和制备71-722.3.3.2SEM形貌分析72-742.3.4溶液的pH值对ZnO晶体形貌和结构的影响74-772.3.4.1样品的组成和制备742.3.4.2SEM形貌分析74-772.3.5XRD相组成分析77-792.3.6Zn(CHCOO)_2·2H_2O-HMTA体系ZnO微晶的形成过程机理探讨79-802.3.7小结80-812.4本章小结81-83第3章ZnO微晶的光催化性能的研究83-1063.1ZnO微晶降解甲基橙溶液的研究83-993.1.1光催化实验83-843.1.2甲基橙溶液UV-Vis吸收光谱分析84-863.1.3不同体系制备的ZnO微晶光催化性能研究86-993.2光催化环境对ZnO微晶光催化性能的影响99-1033.3光催化机理探讨103-1043.4本章小结104-106第4章稀土掺杂六方柱状ZnO微晶的制备及其光催化性能的研究106-1224.1样品的制备106-1084.1.1La~(3+)掺杂ZnO微晶的制备106-1074.1.2Yb~(3+)掺杂ZnO微晶的制备107-1084.2结果分析与讨论108-1204.2.1稀土掺杂ZnO微晶的XRD物相分析108-1114.2.2稀土掺杂ZnO微晶的SEM形貌分析111-1144.2.3稀土掺杂ZnO吸收光谱分析114-1154.2.4稀土掺杂ZnO微晶的光催化性能研究115-1204.2.5稀土掺杂ZnO微晶提高光催化活性的机理探讨1204.3本章小结120-122第5章载玻片上制备六方柱状ZnO微晶及结构分析122-1355.1样品制备122-1235.2SEM形貌分析123-1325.2.1反应物浓度对ZnO形貌的影响123-1265.2.2反应时间对ZnO形貌的影响126-1275.2.3反应温度对ZnO形貌的影响127-1285.2.4pH值对ZnO形貌的影响128-1325.3载玻片上ZnO微晶的形成机理132-1335.4本章小结133-135第6章全文结论及展望135-1396.1全文结论135-1386.2本文创新点1386.3下一步工作建议138-139致谢139-140参考文献140-146攻读硕士学位期间发表的论文及参与的科研项目146