Ag/ZnO微/纳结构的合成及其在有机污染物降解中的应用

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半导体光催化技术在环境修复,尤其是在有机污染物的移除方面具有广泛的应用。氧化锌作为一种重要的半导体光催化剂,在环境修复方面一直受到大家的关注。针对目前氧化锌容易光腐蚀,光催化效率低的特点,对其进行性能改进和研究具有重要意义。本文从微/纳结构氧化锌的合成和贵金属有效负载的角度出发,旨在发展耐光腐蚀、光催化活性高的半导体光催化剂,并通过其对有机污染物特别是多氯联苯的降解等问题的系统分析,进一步完善其光催化的机理研究。  1.采用两步法制备一种具有多孔结构的银/氧化锌微/纳米棒,其在紫外光和太阳光下对亚甲基蓝均表现出增强的光催化性能和优异的光稳定性。银纳米颗粒与氧化锌之间的金属-半导体界面有助于载流子的分离,抑制电子-空穴复合,增强其光催化性能。氧化锌基体优异的结晶性和银纳米颗粒负载,能够大大减少表面缺陷,改善氧化锌光腐蚀,从而获得优异的光稳定性。  2.采用水热法制备出不同形貌的氧化锌(面包状氧化锌、花状氧化锌和氧化锌片状球),发现具有微/纳结构的氧化锌片状球(ZnOs)光催化降解亚甲基蓝和甲基橙的性能最好,主要得益于其微/纳结构和比表面积的优势。  3.通过氯化亚锡敏化、种籽晶、生长籽晶逐步在ZnOs的纳米片上,负载高分散的银纳米颗粒。银纳米颗粒负载能够减少表面氧空位缺陷,改善光腐蚀;提高ZnOs的光催化性能和界面电荷传输效率。  4.研究银/氧化锌对2,4,4-三氯联苯(PCB28)的去除和降解特性,分析了其降解的可能反应路径和机理。发现光催化剂产生的强氧化性自由基,如·OH,通过羟基取代和氧化的方式使PCB28脱氯、开环,生成长链烷烃、长链醇等物质。
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