ZnO/La2O3納米復(fù)合粉體的光催化性能研究

耿樹(shù)東

摘 要：文章采用固相合成法制備了納米ZnO/La2O3納米復(fù)合粉體。用高壓汞燈和太陽(yáng)光照射降解摻有復(fù)合粉體的亞甲基藍(lán)溶液，通過(guò)時(shí)間和降解率曲線，對(duì)其光催化活性進(jìn)行分析。從而得出最佳降解條件。

關(guān)鍵詞：氧化鋅；復(fù)合粉體；光催化

引言

ZnO是一種重要的半導(dǎo)體材料，具有半導(dǎo)體催化劑的電子結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于波長(zhǎng)為387nm的紫外光。作為一種重要的光催化劑，是性能及其優(yōu)異的氧化物半導(dǎo)體材料，近年來(lái)得到了人們廣泛的研究。但是，以純的ZnO材料作為光催化劑，其效率較低，工程應(yīng)用困難。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)摻雜可有效提高其催化效率，文章把La2O3摻入ZnO制備出納米復(fù)合粉體，并研究其光催化性能。

1 實(shí)驗(yàn)部分

按化學(xué)劑量比稱取一定量的Zn（NO3）2（ZnSO4、ZnCl2或Zn（CH3COO）2）、無(wú)水Na2CO3和La（CH3COO）3，分別放入研缽中研磨后，并混合均勻，再研磨20min，并用去離子水洗滌，過(guò)濾，然后放到真空干燥箱中干燥。放到馬弗爐中在不同的溫度下進(jìn)行高溫煅燒，得到目標(biāo)產(chǎn)物。

在反應(yīng)體系中摻入適量的十二烷基苯磺酸鈉、乙二醇、硝酸鈉和乙酸鈉作為分散劑用于制備納米ZnO/La2O3，其他過(guò)程與上述制備過(guò)程類似。

稱取一定量的樣品，放入具有一定濃度的有機(jī)物中，在不同的pH值和溫度下，在攪拌作用下，用高壓汞燈照射，每隔15分鐘取一次樣品，用721分光光度計(jì)測(cè)其吸光度，做出時(shí)間和降解率曲線。通過(guò)降解率曲線，找出最佳的降解條件。

同理，以太陽(yáng)光作為照射源。重復(fù)上述催化降解實(shí)驗(yàn)。

2 光催化性能分析

圖1為不同煅燒溫度下得到的ZnO/La2O3粉體（La2O3的摻雜量為1.1%）紫外光催化降解亞甲基藍(lán)的曲線。從圖中可知，350℃煅燒時(shí)粉體的粒徑雖然比較小，比表面積增大了，但其表面上卻存在更多的復(fù)合中心，光催化效果不好。從不同曲線的對(duì)比可以看出，隨著粒徑的增大，光催化降解率逐漸降低。燒結(jié)溫度為600℃時(shí)，由于La3+的離子半徑大于Zn2+的，造成進(jìn)入ZnO晶格的困難。但也正因?yàn)榇嗽颍诮缑嫣嶼n2+可以替代稀土氧化物中的La3+，這種替代使n型半導(dǎo)體轉(zhuǎn)化成了p型半導(dǎo)體，粉體的光催化活性明顯減弱。當(dāng)燒結(jié)溫度為400℃時(shí)，高壓汞燈照射90min后，從以上分析可以得出，粉體的最佳煅燒溫度為400℃。

3 結(jié)束語(yǔ)

利用固相合成法，在硝酸鋅的體系中加入適量的十二烷基苯磺酸鈉分散劑，燒結(jié)溫度為400℃，La2O3摻雜量為1.1%時(shí)制備的ZnO/La2O3粉體的光降解性能最好，且太陽(yáng)光催化效果好于高壓汞燈。

參考文獻(xiàn)

[1]沈茹娟，賈殿贈(zèng)，等.納米氧化鋅的固相合成及其氣敏特性[J].無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)，2000，16（6）：906-910.

[2]胡春，劉景娟，等.ZnO催化劑對(duì)苯胺光降解的研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，1998，18（1）：81-85.

摘 要：文章采用固相合成法制備了納米ZnO/La2O3納米復(fù)合粉體。用高壓汞燈和太陽(yáng)光照射降解摻有復(fù)合粉體的亞甲基藍(lán)溶液，通過(guò)時(shí)間和降解率曲線，對(duì)其光催化活性進(jìn)行分析。從而得出最佳降解條件。

關(guān)鍵詞：氧化鋅；復(fù)合粉體；光催化

引言

ZnO是一種重要的半導(dǎo)體材料，具有半導(dǎo)體催化劑的電子結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于波長(zhǎng)為387nm的紫外光。作為一種重要的光催化劑，是性能及其優(yōu)異的氧化物半導(dǎo)體材料，近年來(lái)得到了人們廣泛的研究。但是，以純的ZnO材料作為光催化劑，其效率較低，工程應(yīng)用困難。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)摻雜可有效提高其催化效率，文章把La2O3摻入ZnO制備出納米復(fù)合粉體，并研究其光催化性能。

1 實(shí)驗(yàn)部分

按化學(xué)劑量比稱取一定量的Zn（NO3）2（ZnSO4、ZnCl2或Zn（CH3COO）2）、無(wú)水Na2CO3和La（CH3COO）3，分別放入研缽中研磨后，并混合均勻，再研磨20min，并用去離子水洗滌，過(guò)濾，然后放到真空干燥箱中干燥。放到馬弗爐中在不同的溫度下進(jìn)行高溫煅燒，得到目標(biāo)產(chǎn)物。

在反應(yīng)體系中摻入適量的十二烷基苯磺酸鈉、乙二醇、硝酸鈉和乙酸鈉作為分散劑用于制備納米ZnO/La2O3，其他過(guò)程與上述制備過(guò)程類似。

稱取一定量的樣品，放入具有一定濃度的有機(jī)物中，在不同的pH值和溫度下，在攪拌作用下，用高壓汞燈照射，每隔15分鐘取一次樣品，用721分光光度計(jì)測(cè)其吸光度，做出時(shí)間和降解率曲線。通過(guò)降解率曲線，找出最佳的降解條件。

同理，以太陽(yáng)光作為照射源。重復(fù)上述催化降解實(shí)驗(yàn)。

2 光催化性能分析

圖1為不同煅燒溫度下得到的ZnO/La2O3粉體（La2O3的摻雜量為1.1%）紫外光催化降解亞甲基藍(lán)的曲線。從圖中可知，350℃煅燒時(shí)粉體的粒徑雖然比較小，比表面積增大了，但其表面上卻存在更多的復(fù)合中心，光催化效果不好。從不同曲線的對(duì)比可以看出，隨著粒徑的增大，光催化降解率逐漸降低。燒結(jié)溫度為600℃時(shí)，由于La3+的離子半徑大于Zn2+的，造成進(jìn)入ZnO晶格的困難。但也正因?yàn)榇嗽?，在界面處Zn2+可以替代稀土氧化物中的La3+，這種替代使n型半導(dǎo)體轉(zhuǎn)化成了p型半導(dǎo)體，粉體的光催化活性明顯減弱。當(dāng)燒結(jié)溫度為400℃時(shí)，高壓汞燈照射90min后，從以上分析可以得出，粉體的最佳煅燒溫度為400℃。

3 結(jié)束語(yǔ)

利用固相合成法，在硝酸鋅的體系中加入適量的十二烷基苯磺酸鈉分散劑，燒結(jié)溫度為400℃，La2O3摻雜量為1.1%時(shí)制備的ZnO/La2O3粉體的光降解性能最好，且太陽(yáng)光催化效果好于高壓汞燈。

參考文獻(xiàn)

[1]沈茹娟，賈殿贈(zèng)，等.納米氧化鋅的固相合成及其氣敏特性[J].無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)，2000，16（6）：906-910.

[2]胡春，劉景娟，等.ZnO催化劑對(duì)苯胺光降解的研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，1998，18（1）：81-85.

摘 要：文章采用固相合成法制備了納米ZnO/La2O3納米復(fù)合粉體。用高壓汞燈和太陽(yáng)光照射降解摻有復(fù)合粉體的亞甲基藍(lán)溶液，通過(guò)時(shí)間和降解率曲線，對(duì)其光催化活性進(jìn)行分析。從而得出最佳降解條件。

關(guān)鍵詞：氧化鋅；復(fù)合粉體；光催化

引言

ZnO是一種重要的半導(dǎo)體材料，具有半導(dǎo)體催化劑的電子結(jié)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于波長(zhǎng)為387nm的紫外光。作為一種重要的光催化劑，是性能及其優(yōu)異的氧化物半導(dǎo)體材料，近年來(lái)得到了人們廣泛的研究。但是，以純的ZnO材料作為光催化劑，其效率較低，工程應(yīng)用困難。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)摻雜可有效提高其催化效率，文章把La2O3摻入ZnO制備出納米復(fù)合粉體，并研究其光催化性能。

1 實(shí)驗(yàn)部分

按化學(xué)劑量比稱取一定量的Zn（NO3）2（ZnSO4、ZnCl2或Zn（CH3COO）2）、無(wú)水Na2CO3和La（CH3COO）3，分別放入研缽中研磨后，并混合均勻，再研磨20min，并用去離子水洗滌，過(guò)濾，然后放到真空干燥箱中干燥。放到馬弗爐中在不同的溫度下進(jìn)行高溫煅燒，得到目標(biāo)產(chǎn)物。

在反應(yīng)體系中摻入適量的十二烷基苯磺酸鈉、乙二醇、硝酸鈉和乙酸鈉作為分散劑用于制備納米ZnO/La2O3，其他過(guò)程與上述制備過(guò)程類似。

稱取一定量的樣品，放入具有一定濃度的有機(jī)物中，在不同的pH值和溫度下，在攪拌作用下，用高壓汞燈照射，每隔15分鐘取一次樣品，用721分光光度計(jì)測(cè)其吸光度，做出時(shí)間和降解率曲線。通過(guò)降解率曲線，找出最佳的降解條件。

同理，以太陽(yáng)光作為照射源。重復(fù)上述催化降解實(shí)驗(yàn)。

2 光催化性能分析

圖1為不同煅燒溫度下得到的ZnO/La2O3粉體（La2O3的摻雜量為1.1%）紫外光催化降解亞甲基藍(lán)的曲線。從圖中可知，350℃煅燒時(shí)粉體的粒徑雖然比較小，比表面積增大了，但其表面上卻存在更多的復(fù)合中心，光催化效果不好。從不同曲線的對(duì)比可以看出，隨著粒徑的增大，光催化降解率逐漸降低。燒結(jié)溫度為600℃時(shí)，由于La3+的離子半徑大于Zn2+的，造成進(jìn)入ZnO晶格的困難。但也正因?yàn)榇嗽颍诮缑嫣嶼n2+可以替代稀土氧化物中的La3+，這種替代使n型半導(dǎo)體轉(zhuǎn)化成了p型半導(dǎo)體，粉體的光催化活性明顯減弱。當(dāng)燒結(jié)溫度為400℃時(shí)，高壓汞燈照射90min后，從以上分析可以得出，粉體的最佳煅燒溫度為400℃。

3 結(jié)束語(yǔ)

利用固相合成法，在硝酸鋅的體系中加入適量的十二烷基苯磺酸鈉分散劑，燒結(jié)溫度為400℃，La2O3摻雜量為1.1%時(shí)制備的ZnO/La2O3粉體的光降解性能最好，且太陽(yáng)光催化效果好于高壓汞燈。

參考文獻(xiàn)

[1]沈茹娟，賈殿贈(zèng)，等.納米氧化鋅的固相合成及其氣敏特性[J].無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào)，2000，16（6）：906-910.

[2]胡春，劉景娟，等.ZnO催化劑對(duì)苯胺光降解的研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)，1998，18（1）：81-85.