纳米氧化锌基复合材料的制备及光催化应用研究
纳米氧化锌(ZnO)因具有无毒、生物相容性好、化学稳定性高等特点，受到了广泛关注。然而，我国锌资源紧缺，但纳米ZnO的消耗大，且其生产及应用过程中会释放锌，加剧环境污染;纳米ZnO的宽带隙导致其对太阳光的利用率降低，且光生电子-空穴对极易复合，严重影响其光催化效率。本文围绕上述问题展开，制备了纳米ZnO基复合材料，主要研究内容如下: 1.纳米氧化锌/碳酸钙复合材料(ZnO/CaCO3)的制备及光催化应用研究。(1)以碳酸钠、硫酸锌为沉淀剂，采用直接沉淀法制备了ZnO/CaCO3，并采用XRD、SEM、TEM、FT-IR、XPS、DRS等手段进行了表征。用于可见光下光催化降解罗丹明B(RhB)，结果表明，在较优条件下，ZnO/CaCO3在180min内对RhB的降解率为96.6％。(2)通过联合球磨和喷雾干燥法制备ZnO/CaCO3，在可见光下光催化降解RhB。研究了ZnO/CaCO3的制备方式、纳米ZnO含量及ZnO/CaCO3浓度对光催化活性的影响。在较优条件下，ZnO/CaCO3在180min内对RhB的降解率为94.8％。低ZnO含量的ZnO/CaCO3拥有超过纯纳米ZnO的应用效果，达到了锌减量的目的。 2.纳米氧化锌/石墨烯复合材料(GR/ZnO)的制备及光催化应用研究。在联合球磨和液相剥离法制备石墨烯的工艺中，以改性的纳米ZnO为助剂辅助剥离石墨获得了高产率石墨烯，同时获得了GR/ZnO。其中改性的纳米ZnO通过直接沉淀法和高温煅烧法制备得到，其形貌分别为球状和棒状。采用UV-vis、SEM、TEM、Raman、XRD、XPS、EIS等手段对制得的GR/ZnO石墨烯和进行了表征。系统研究了改性剂种类、石墨与纳米ZnO质量比、球磨时间、超声时间、球料比、纳米ZnO形貌等因素对石墨烯浓度的影响。将GR/ZnO用于可见光下光催化降解RhB和亚甲基蓝(MB)，对RhB表现出更高的光催化活性。研究了纳米ZnO辅助剥离石墨的机理及GR/ZnO的光催化机理。
纳米氧化锌;碳酸钙;石墨烯;光催化;液相剥离
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
毋伟
2021
中文
O643.36
2021-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）