研究目的
为评估热处理对溶液燃烧法制备的ZnO纳米粉体光致发光光谱及光催化性能的影响,并探究光致发光与光催化活性之间的关系以实现高效光催化剂应用。
研究成果
在400°C热处理能显著增强SCM氧化锌纳米粉体的带边发射和光催化活性,而更高温度会引入缺陷降低性能。这为优化氧化锌基光催化剂提供了见解。
研究不足
该研究仅限于空气中特定的热处理温度和条件,未探索其他气氛或更长的处理时长。光催化测试聚焦于银离子去除,可能不适用于其他污染物。由于自蔓延燃烧法的爆炸特性,该方法可能存在规?;虬踩侍?。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用溶液燃烧法(SCM)合成ZnO纳米粉体,通过不同温度的热处理研究光致发光光谱和光催化活性的变化。理论模型包括能带图以解释缺陷能级。
2:样品选择与数据来源:
以硝酸锌和甘氨酸分别作为氧化剂和燃料合成ZnO纳米粉体,燃料/氧化剂比例在0.75至1.3之间变化。根据XRD结果,选择比例为0.8的样品进行后续实验。
3:75至3之间变化。根据XRD结果,选择比例为8的样品进行后续实验。 实验设备与材料清单:
3. 实验设备与材料清单:设备包括加热板、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光光谱仪、带紫外灯(24W)的管式圆柱反应器、磁力搅拌器和夹套冷却系统。材料包括六水合硝酸锌、甘氨酸、蒸馏水和硝酸银溶液。
4:实验步骤与操作流程:
混合物在加热板上以80-100°C加热直至发生爆炸,收集粉末。在空气中100-700°C热处理30分钟。测量光致发光光谱。通过将粉末与废水混合并用紫外光照射评估Ag离子的光催化去除效果,随时间监测浓度变化。
5:数据分析方法:
使用XRD和SEM进行结构和形貌分析。分析光致发光光谱的发射峰。通过使用浓度数据测量Ag离子去除速率来评估光催化效率。
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X-ray diffractometer
Used to confirm the crystalline phase of the synthesized ZnO powder.
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scanning electron microscopy
Used to investigate the particle size and shape of the powder.
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UV lamp
24 W
Used as a light source in the photocatalytic reaction chamber.
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magnetic stirrer
Used to mix the wastewater solution with the ZnO nanopowder.
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