收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

ZnS纳米材料的制备及表面改性对光催化活性的研究

王辉  
【摘要】:环境污染已成为21世纪影响人类生存与发展的重要问题之一,半导体光催化去除环境污染物是近年发展起来的一种高级水处理技术,设计与制备高效、稳定、具有可见光活性的催化剂是实现其应用的关键。硫化锌(ZnS)是一类重要的光催化材料,但禁带较宽,只能被波长小于367 nm的紫外光激发,限制了其在光催化领域的广泛应用。本文基于ZnS对太阳能利用率低和光催化效率低等问题,采用Co掺杂改性的方法,以提高ZnS对可见光的吸收和光催化活性;利用XRD、SEM、XPS和紫外可见光谱等测试手段对材料的微观结构、表面形貌和光催化特性进行了研究。 以乙酸锌、乙酸钴和硫脲等为原料,采用水热法合成了结晶好、细小、颗粒分布均匀的Co掺杂ZnS粉体,讨论了Co掺杂量对ZnS的结构、形貌和光催化性能的影响。微观结构分析表明,ZnS晶体的生长存在择优取向,颗粒大小不均。Co掺杂改变晶粒的生长特性和表面形貌,所制备的样品具有单分散性、颗粒分布均匀,平均粒径为200nm。高分辨透射电镜分析表明,球颗粒为多晶结构,由许多小尺寸的纳米晶(4nm)团聚而成。UV-vis测试表明,Co掺杂ZnS粉体使其吸收边红移,实现可见光响应,对甲基橙溶液的光催化降解活性远优于纯ZnS粉体。受镝灯照射120min后,2%Co掺杂ZnS的光催化降解效率为100%,而纯ZnS粉体仅只50%。 此外,还研究了Co~(2+)表面吸附对ZnS粉体光催化活性的影响。研究发现,ZnS表面吸附Co~(2+)也可以提高ZnS对甲基橙的光催化性能,光照120 min后,光催化效率几乎可提高将近1倍。分析认为,Co~(2+)以[Co(NH3)6]~(2+)配合物的形式吸附在ZnS表面,更有利带负电荷的甲基橙的吸附,同时也可以作为电子空穴传递的桥梁,当带正电荷的[Co(NH3)6]~(2+)配合物与溶液中带负电荷的甲基橙相吸附,光生空穴直接传递到甲基橙分子上发生氧化还原反应,从而提高了光催化反应的效率。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 吴振玉,杨富国,方正;ZnS纳米微粒的光谱特性研究[J];安徽化工;2002年02期
2 王大文,刘延秋,徐广智,白春礼;纳米尺寸ZnS胶体颗粒结构状态的STM研究[J];科学通报;1994年16期
3 唐勇纯,苏堤,邓意达;均匀沉淀法制备ZnS超细粉的新方法[J];贵州化工;2003年02期
4 杨萍,吕孟凯,许东,袁多荣,周广军;纳米ZnS:Cd的光致发光特性(英文)[J];材料研究学报;2001年06期
5 赵康,刘正堂,鄢君辉,郑修麟;CVD法制备ZnS的生长率均匀性研究[J];功能材料;1998年01期
6 杨富国,朱琼霞,方正;快速均匀沉淀法制备纳米微粒ZnS[J];中南工业大学学报(自然科学版);2001年03期
7 林银钟,张健,陈淑妹,易军,许宗祥,廖代伟;三维动画在离子晶体结构中的应用[J];计算机与应用化学;2002年03期
8 孙运亮,庞茂龙,王宁,王保峰,陈祖坤;ZnS基发光陶瓷釉的研制及发光机理探讨[J];山东陶瓷;2002年03期
9 刘运;苗鸿雁;;ZnS纳米粒子的制备与表征[J];电子元件与材料;2006年07期
10 李小兵,田莳,孙玉静,何亮,涂湛;ZnS纳米粒子的水热法和溶剂热法制备[J];压电与声光;2002年04期
11 韩敏;张文莉;石乃恩;徐正;包建春;刘洪江;朱建明;;六方相ZnS单晶纳米线束的合成及其光学性质研究(英文)[J];无机化学学报;2006年09期
12 单民瑜,杨觉明,张海礁,刘秀兰;微乳液法制备ZnS纳米颗粒[J];西安工业学院学报;2005年03期
13 焦志辉;张孝彬;程继鹏;陶新永;贺狄龙;;碳纳米管/ZnS复合材料的制备及其性能表征[J];无机材料学报;2008年03期
14 卢显儒;ZnS:(Cu、Cl、Co、Gd、Er)光致发光体的研制[J];江苏陶瓷;2004年01期
15 王宝义,张仁刚,万冬云,王雨田,魏龙;ZnS基电致发光薄膜及其制备方法[J];材料导报;2003年11期
16 吕瑞涛,曹传宝,翟华嶂,朱鹤孙;半导体ZnS纳米管的软模板法制备与表征[J];科学通报;2004年07期
17 佟艳斌;何丹凤;张晓妮;;ZnS/PVP纳米纤维的制备及性质研究[J];大庆师范学院学报;2009年06期
18 李燕;徐海燕;徐玲;顼磊;;ZnS/镍锌铁氧体磁性光催化剂的制备与光催化活性[J];人工晶体学报;2011年04期
19 李秀琴;郭冬勇;;半导体ZnS纳米球的简易合成及其光学性能[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2008年01期
20 憨勇,刘正堂,郑修麟;8~14μm长波红外头罩材料[J];材料导报;1994年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 Hatim Mohamed El-Khair Dirar;;Physicochemical Stability of ZnS Quantum Dots Stabilized by Gum Arabic[A];中国科学院地质与地球物理研究所第十届(2010年度)学术年会论文集(中)[C];2011年
2 ;Sandwich-type MWCNT/ZnS/SiO_2 Heterostructures:Synthesis and Optical Properties[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集(上)[C];2008年
3 吴小丽;熊长新;李钱陶;何光宗;;ZnS基底红外双波段保护膜研究[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
4 黄万才;石红春;张福昌;鲁泥藕;霍承松;杨海;;热等静压处理(HIP)对CVDZnS物相结构的影响[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(上册)[C];2009年
5 ;Electronic properties and elastic instability of ZnS under pressure[A];中国化学会第十五届全国化学热力学和热分析学术会议论文摘要[C];2010年
6 段莉梅;庞清宇;刘宗瑞;;不同形貌六方相ZnS和CdS纳米晶的制备及其形成途径[A];2010中西部地区无机化学化工学术研讨会论文集[C];2010年
7 李翠燕;李耀霞;杨晓玲;朱以华;;介孔微球原位合成ZnS纳米粒子[A];中国颗粒学会第六届学术年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集(上)[C];2008年
8 黄光伟;杨静;张红梅;;ZnS基底沉积类金刚石薄膜的研究[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
9 门毅;李喆;;ZnS纳米粒子的合成及其对吡啶类有机分子的传感研究[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
10 陈作锦;李殿卿;冯拥军;;铜离子掺杂ZnS纳米颗粒的制备及红外透过性能研究[A];中国化学会第28届学术年会第4分会场摘要集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曲华;掺杂型ZnS纳米粒子的制备及表面修饰对其发光性质的影响[D];中国海洋大学;2010年
2 新梅;水热合成ZnS超细材料的白光及X射线发光研究[D];大连海事大学;2010年
3 段俊玲;功能纳米材料(ZnS、Au、Ag)的合成及其检测重金属离子的应用[D];山东大学;2012年
4 张新华;ZnS、ZnO、TiO_2微纳结构设计合成与光致发光、光电转换性能研究[D];合肥工业大学;2011年
5 郑金桔;过渡金属(Mn、Cu)掺杂纳米晶的制备和光电子性质研究[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
6 侯士丽;硫化物半导体纳米材料的制备及特性研究[D];华东师范大学;2010年
7 张丹;反相乳液技术制备纳米杂化粒子及其形态调控[D];吉林大学;2006年
8 李泽朋;二元金属硫/氧化物纳米材料的高压相变研究[D];吉林大学;2010年
9 方正;高质量水溶性荧光量子点的合成及在光电转换中的应用[D];华东理工大学;2011年
10 柴兰兰;ZnS和ZnO纳米材料的低温液相制备和形成机理研究[D];中国科学技术大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王辉;ZnS纳米材料的制备及表面改性对光催化活性的研究[D];浙江工业大学;2011年
2 杜运兴;ZnS荧光量子点的油水界面法合成及发光性质研究[D];东华大学;2011年
3 刘英博;ZnS,ZnS:Mn~(2+)量子点的制备和荧光性能的研究[D];长春工业大学;2012年
4 宣荣卫;ZnS胶体量子点电致发光特性研究[D];天津理工大学;2011年
5 乔阳;ZnS及其掺杂的第一性原理研究[D];山东大学;2010年
6 张天红;ZnS光电薄膜的制备及掺杂对其性能的影响[D];电子科技大学;2010年
7 金亮;等离子体协同ZnS分解硫化氢制氢[D];大连理工大学;2012年
8 李萍;ZnS及其掺杂体系的电子结构和光学性质计算与实验验证[D];天津理工大学;2012年
9 陈圆;ZnS纳米薄膜的制备及其光催化性能研究[D];湖南大学;2012年
10 陈秀秀;ZnSe/ZnS核壳量子点制备与SiO_2包覆的研究[D];济南大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 袁封;纳米材料是涂料的好帮手[N];中国化工报;2004年
2 记者 冯永锋;我纳米材料领域获重要突破[N];光明日报;2000年
3 刘菊花;首批纳米材料国家标准 于4月1日起正式实施[N];中国有色金属报;2005年
4 杭州科瀚盟公司 黄海;正确认识纳米材料在纺织上的应用[N];中国纺织报;2008年
5 记者 方彬楠 通讯员 周麦玲;纳米材料绿色打印技术产业化基地落户怀柔[N];北京商报;2010年
6 胡爱武 傅志红;纳米材料与纳米技术[N];中国包装报;2004年
7 中国科学院物理所 解思深 邹小平;纳米材料脾气怪[N];中国国门时报(中国出入境检验疫报);2000年
8 罗刚;神奇的纳米材料安全吗[N];健康报;2005年
9 记者 王阳;上海形成纳米材料测试服务体系[N];上海科技报;2004年
10 范桂兰;纳米材料过热领域有重要突破[N];中国轻工报;2000年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978