研究目的
本文目的有二:其一,旨在为合成太阳光下具有光活性的ZnO选择合适的制备方法。研究通过考察合成方法对ZnO光活性的影响(以太阳光下水中4-氯酚的光催化降解为模型反应)来实现该目标。其二,利用ZnO在太阳光诱导下产生的氧化还原光活性,在无需任何热处理、也无需气体或液体还原剂控制铜化学价态的条件下,实现了CuxO-ZnO催化剂(该类催化剂在基础研究和应用反应中均具重要价值)的室温制备。
研究成果
通过控制氧化铜相的化学状态,在室温下利用ZnO半导体载体的太阳光诱导氧化还原光活性制备了CuxO-ZnO复合催化剂。分别采用THF-水体系中的Cu(acac)2和水体系中的Cu(NO3)2作为金属前驱体,成功制备了Cu2(I)O-ZnO和Cu(II)O-ZnO复合催化剂。以碳酸盐为沉淀剂通过沉淀法制备了具有光活性的ZnO主体材料,并通过模拟太阳光下水中4-氯酚化合物的光催化降解这一模型反应,评估了其相对于其他方法合成的ZnO的优越活性。
研究不足
ZnO材料表面的光腐蚀仍是将其用作水处理光催化剂的关键问题。在对ZnO-C-300光催化剂进行连续多次反应时,观察到其活性显著下降。