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随着经济的发展,环境污染的恶化,半导体催化剂材料在解决环境污染问题方面具有重要的意义。在半导体催化剂中,Zn O具有价格低廉,性质稳定,无毒等特点,在光催化降解方面受到广泛关注。纳米Zn O由于具有较大的比表面积,光吸收率高,结构和性质稳定等优点,因而在光催化领域具有重要的应用,但是纳米Zn O具有较大的带隙宽度(3.20ev)决定其光吸收区域只有紫外光区,不能充分利用太阳光这一巨大能源,因此限制了它的使用;另外,纳米Zn O自身存在的缺陷也会影响其光催化性能。因此,提高纳米Zn O的光催化活性是当前研究的热点。针对以上问题,本文主要从以下两个方面进行了研究工作。其一,通过微波辅助法制备催化剂纳米材料:纳米Zn O及掺杂不同浓度Cr的纳米材料Cr-Zn O,并采用XRD、FI-IR、TGA-DTA、N2吸附-脱附及SEM等对其进行表征。结果表明,制备的纳米Zn O均为稳定的六方纤锌矿结构,结晶度高,晶形好,掺杂的Cr减小了晶体的粒径,其中纯纳米Zn O的粒径为21.0489 nm,掺杂量为3%的Cr-Zn O的粒径为11.2608 nm;此外,掺杂的Cr也提高了材料的比表面积,制备的纳米Zn O和不同掺杂量的Cr-Zn O的比表面积分别为18.4652 m2/g,22.3544 m2/g,36.1935 m2/g及65.2631 m2/g;通过单因素法及XRD结果表明,制备纳米Zn O的最佳微波时间和微波加热功率分别为1 h和100 W,在此条件下制备的纳米材料具有最好的晶形。通过TGA-DTA结果证明,煅烧前驱体碱式碳酸锌得到纳米Zn O的最佳温度为400℃,此温度下前驱体才能完全分解为纳米Zn O。另外,通过SEM结果可以看出,经过高温煅烧得到的纳米材料有团聚现象。其二,研究掺杂的Cr对纳米Cr-Zn O光催化性能的影响。通过在日光照射下对甲基橙(MO)的光催化降解研究制备的催化剂材料的光催化活性。结果表明,掺杂改性后的催化剂材料Cr-Zn O对MO具有很好的光催化活性,其中Cr的掺杂量为2%的催化剂Cr-Zn O具有最高的光催化活性。当MO溶液的初始浓度为8mg/L,p H=3,催化剂加入量为0.3000 g时,日光照射3 h后,Cr的掺杂量为2%的催化剂Cr-Zn O对MO的光催化降解可达到97.7%。此外,通过MO浓度随时间的变化曲线探讨制备的催化剂材料Cr-Zn O光催化降解MO的动力学特征,结果表明Cr-Zn O对MO的光催化降解符合一级反应的动力学特征,其中掺杂量为2%的催化剂Cr-Zn O具有最大的反应速率常数k=0.0188 min-1。