ZnO_ZnS纳米棒的制备及其光催化性能的研究.doc

  ZnO/ZnS 纳米棒的制备及其光催化性能的 研究 王少锋，席珍强，张存磊，汪琼** 5 10 15 20 25 30 35 （浙江理工大学材料与纺织学院,杭州,310018） 摘要：本文运用水热法制备出了粒径均匀的 ZnO/ZnS 纳米棒，并对其光催化性能进行了研 究。通过扫描电子显微镜（SEM），X 射线衍射(XRD) ,透射电子显微镜(TEM) ,紫外可见光 吸收光谱对 ZnO/ZnS 进行了形貌及物相表征,并探讨了硫化钠浓度对 ZnO/ZnS 光催化性能 的影响。最终结果表明硫化钠浓度为 0.2M 时，ZnO/ZnS 相比于 ZnO 光催化性能提高了 50%。 关键词：无机化学；氧化锌；硫化锌；水热法；纳米棒；光催化 中图分类号：O611 Preparation and Photocatalytic Activity of ZnO/ZnS nanorod Wang Shaofeng, Xi Zhenqiang, Zhang Cunlei, Wang Qiong (Zhejiang Sci-Tech University,Faculty of Materials and Textiles,Hangzhou 310018) Abstract: The ZnO/ZnS nanorod has been made by hydrothermal method, and its photocatalytic activity studied. SEM, XRD, TEM , UV-VIS were uesd to characterize the morphology and phase of ZnO/ZnS.This paper researches the effect of sodium sulphide concentration on photocatalytic activity of ZnO/ZnS. The result shows when sodium sulphide concentration is 0.2M, ZnO/ZnS has a 50% increase of photocatalysis compareing with ZnOs. Key words: Inorganic chemistry; ZnO; ZnS; hydrothermal method; nanorod; photocatalysis 0 引言 ZnO 作为一种宽带隙，高激发能的 n-型半导体氧化物具有许多优良的性质。纳米氧化锌 由于粒径小、比表面积大而具有小尺寸效应、表面和界面效应、量子尺寸效应及宏观量子隧 道效应实验[1,6]，可以应用于变阻器[2]，传感器[3,8] ，太阳能电池[9,10],光催化[7]等许多领域。 氧化锌作为光催化剂仍旧有很多问题有的解决亟待解决，如氧化锌的分离、回收再利用和改 善氧化锌的活性等仍然是氧化锌光催化剂实用化所面临的挑战。最近报道在氧化锌纳米棒上 包裹一层硫化锌可以显著提高其光催化性能和稳定性[4]。本文采用水热法制备 ZnO/ZnS 纳米 棒，水热法制备的纳米颗粒具有纯度高、分散性好、均匀、分布窄、无团聚、晶型好、形 状可控和利于环境净化等有点[5,11]。 1 实验部分 1.1 仪器与试剂 Oxford 公司 INCA Energy 200 型能谱仪（分辨率为 Mn Ka 峰的半高宽优于 133eV，工 作电压为 10KV）； Thermo ARL 公司 ARL-XTRAX 射线衍射分析仪（铜靶，λ=0.15405 nm，管电压 40 kV, 作者简介：王少锋（1989-），男，在读硕士，主要研究方向：半导体材料与器件 通信联系人：席珍强(1975-)，男，博士、副教授，主要研究方向：半导体材料中杂质和缺陷性质的研究以 及太阳能电池的制备. E-mail: zjuxzq@ -1- 电流 40 mA，扫描范围 10~80°，扫描速度 3°/min）；  40 45 JEOL，JSM-5610LV 型扫描电镜；JEM-2100 透射电镜；日本岛津 UV-3150 紫外-可见 光分光光谱仪。 醋酸锌：分析纯，天津市永大化学试剂有限公司；乙二醇：分析纯，天津市永大化学试 剂开发中心；二乙醇甲醚：分析纯，天津市永大化学试剂开发中心；硝酸锌：分析纯，杭州 萧山化学试剂厂；六次甲基四胺：分析纯，天津市永大化学试剂厂；硫化钠：分析纯，浙江 中星化工试剂有限公司。 1.2 ZnO/ZnS 纳米棒的实验制备  1.2.1  ZnO 籽晶层的制备 采用溶胶凝胶法制备 ZnO 籽晶层：以醋酸锌为前驱物，乙二醇为稳定剂，二乙醇甲醚 为溶剂。首先将 3.84g 醋酸锌溶解在 50ml