本文主要研究内容
作者冯晨（2019）在《稀土金属共掺杂氧化锌光催化剂的制备及研究》一文中研究指出：氧化锌（ZnO）因其独有的优越性能,以及在很多领域巨大的潜力而受到很多的关注。晶体材料的性能会被结构特征影响,通过掺杂和形貌控制可以分别影响其微观及宏观结构。镧系元素是理想的金属掺杂剂,因为其独特的光学性质和未被完全占据的4f轨道,所以掺杂镧系元素可以提高催化剂的催化活性。最近的研究表明,通过共掺杂两种稀土元素可以更有效地改良光催化剂,不仅可以通过协同效应有效提高催化剂的光吸收能力,同时也对光生载流子的复合产生了抑制。基于以上背景,本文围绕稀土金属掺杂ZnO,研究了不同合成路径下稀土金属Er和Nd共掺杂对ZnO掺杂活性的影响。以及所制备光催化剂对染料废水的光催化降解性能和动力学研究。主要研究工作及成果如下:1、分别研究了沉淀法和溶剂热法制备ZnO光催化材料的过程中煅烧温度和前驱液pH对ZnO光催化活性的影响,在这基础上制备出了不同掺杂比例的Er/Nd-ZnO光催化剂,并根据对亚甲基蓝降解效果的对比,得出Er和Nd的最佳掺杂比:沉淀法制备的样品中Er与Zn掺杂比为3%,Nd与Zn掺杂比为2%时具有最佳降解效果;溶剂热法制备的样品中Er与Zn掺杂比为1%,Nd与Zn掺杂比为1%时具有最佳降解效果。2、通过Er和Nd共掺杂ZnO材料对罗丹明B和甲基橙溶液的降解结果,比较样品光催化性能的差异。降解结果分析可知稀土元素共掺杂与纯ZnO及一种稀土离子单独掺杂相比更有优势。其中溶剂热法制备材料的光催化效果与沉淀法相比光催化效果更好,在30 min内对甲基橙的降解率可以达到99%,而纯ZnO则只能达到46%。沉淀法制备的3Er/2Nd-ZnO样品降解罗丹明B和甲基橙的反应速率常数k分别为0.10891min-1和0.02778 min-1。溶剂热法制备的1Er/1Nd-ZnO样品降解罗丹明B和甲基橙的反应速率常数k分别为0.09588 min-1和0.01558 min-1。且1Er/1Nd-ZnO样品在30 min内对甲基橙的降解率可以达到98%,而纯ZnO则只能达到46%,1Er/1Nd-ZnO样品的动力学速率常数约为纯ZnO动力学速率常数的3倍。3、采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见光吸收光谱（UV-vis）和光致发光光谱（PL）等分析手段对样品的结构、形貌及光催化性能等进行了表征。并对掺杂后ZnO材料粒径尺寸的减小,晶格畸变,禁带宽度等变化具体进行了讨论分析。可以得出稀土金属共掺杂使得ZnO半导体的光催化性能提高,也拓宽了其光响应范围。4、通过捕获实验分析了1Er/1Nd-ZnO光催化降解甲基橙和罗丹明B时主要活性物质的作用次序为O2-,·OH,h+和e-,及其对光催化降解性能的影响。分析总结稀土金属Er和Nd共掺杂提高ZnO光催化性能的原因包括:ZnO晶格的畸变,杂质能级的产生,制备方法对粒径形貌的影响,上转换效应对载流子效率的影响及Er3+和Nd3+氧化还原对的生成等。
Abstract
yang hua xin （ZnO）yin ji du you de you yue xing neng ,yi ji zai hen duo ling yu ju da de qian li er shou dao hen duo de guan zhu 。jing ti cai liao de xing neng hui bei jie gou te zheng ying xiang ,tong guo can za he xing mao kong zhi ke yi fen bie ying xiang ji wei guan ji hong guan jie gou 。lan ji yuan su shi li xiang de jin shu can za ji ,yin wei ji du te de guang xue xing zhi he wei bei wan quan zhan ju de 4fgui dao ,suo yi can za lan ji yuan su ke yi di gao cui hua ji de cui hua huo xing 。zui jin de yan jiu biao ming ,tong guo gong can za liang chong xi tu yuan su ke yi geng you xiao de gai liang guang cui hua ji ,bu jin ke yi tong guo xie tong xiao ying you xiao di gao cui hua ji de guang xi shou neng li ,tong shi ye dui guang sheng zai liu zi de fu ge chan sheng le yi zhi 。ji yu yi shang bei jing ,ben wen wei rao xi tu jin shu can za ZnO,yan jiu le bu tong ge cheng lu jing xia xi tu jin shu Erhe Ndgong can za dui ZnOcan za huo xing de ying xiang 。yi ji suo zhi bei guang cui hua ji dui ran liao fei shui de guang cui hua jiang jie xing neng he dong li xue yan jiu 。zhu yao yan jiu gong zuo ji cheng guo ru xia :1、fen bie yan jiu le chen dian fa he rong ji re fa zhi bei ZnOguang cui hua cai liao de guo cheng zhong duan shao wen du he qian qu ye pHdui ZnOguang cui hua huo xing de ying xiang ,zai zhe ji chu shang zhi bei chu le bu tong can za bi li de Er/Nd-ZnOguang cui hua ji ,bing gen ju dui ya jia ji lan jiang jie xiao guo de dui bi ,de chu Erhe Ndde zui jia can za bi :chen dian fa zhi bei de yang pin zhong Eryu Zncan za bi wei 3%,Ndyu Zncan za bi wei 2%shi ju you zui jia jiang jie xiao guo ;rong ji re fa zhi bei de yang pin zhong Eryu Zncan za bi wei 1%,Ndyu Zncan za bi wei 1%shi ju you zui jia jiang jie xiao guo 。2、tong guo Erhe Ndgong can za ZnOcai liao dui luo dan ming Bhe jia ji cheng rong ye de jiang jie jie guo ,bi jiao yang pin guang cui hua xing neng de cha yi 。jiang jie jie guo fen xi ke zhi xi tu yuan su gong can za yu chun ZnOji yi chong xi tu li zi chan du can za xiang bi geng you you shi 。ji zhong rong ji re fa zhi bei cai liao de guang cui hua xiao guo yu chen dian fa xiang bi guang cui hua xiao guo geng hao ,zai 30 minnei dui jia ji cheng de jiang jie lv ke yi da dao 99%,er chun ZnOze zhi neng da dao 46%。chen dian fa zhi bei de 3Er/2Nd-ZnOyang pin jiang jie luo dan ming Bhe jia ji cheng de fan ying su lv chang shu kfen bie wei 0.10891min-1he 0.02778 min-1。rong ji re fa zhi bei de 1Er/1Nd-ZnOyang pin jiang jie luo dan ming Bhe jia ji cheng de fan ying su lv chang shu kfen bie wei 0.09588 min-1he 0.01558 min-1。ju 1Er/1Nd-ZnOyang pin zai 30 minnei dui jia ji cheng de jiang jie lv ke yi da dao 98%,er chun ZnOze zhi neng da dao 46%,1Er/1Nd-ZnOyang pin de dong li xue su lv chang shu yao wei chun ZnOdong li xue su lv chang shu de 3bei 。3、cai yong Xshe xian yan she （XRD）、sao miao dian zi xian wei jing （SEM）、zi wai -ke jian guang xi shou guang pu （UV-vis）he guang zhi fa guang guang pu （PL）deng fen xi shou duan dui yang pin de jie gou 、xing mao ji guang cui hua xing neng deng jin hang le biao zheng 。bing dui can za hou ZnOcai liao li jing che cun de jian xiao ,jing ge ji bian ,jin dai kuan du deng bian hua ju ti jin hang le tao lun fen xi 。ke yi de chu xi tu jin shu gong can za shi de ZnOban dao ti de guang cui hua xing neng di gao ,ye ta kuan le ji guang xiang ying fan wei 。4、tong guo bu huo shi yan fen xi le 1Er/1Nd-ZnOguang cui hua jiang jie jia ji cheng he luo dan ming Bshi zhu yao huo xing wu zhi de zuo yong ci xu wei O2-,·OH,h+he e-,ji ji dui guang cui hua jiang jie xing neng de ying xiang 。fen xi zong jie xi tu jin shu Erhe Ndgong can za di gao ZnOguang cui hua xing neng de yuan yin bao gua :ZnOjing ge de ji bian ,za zhi neng ji de chan sheng ,zhi bei fang fa dui li jing xing mao de ying xiang ,shang zhuai huan xiao ying dui zai liu zi xiao lv de ying xiang ji Er3+he Nd3+yang hua hai yuan dui de sheng cheng deng 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自中北大学的冯晨，发表于刊物中北大学2019-07-04论文，是一篇关于稀土金属掺杂论文,氧化锌论文,光催化活性论文,半导体论文,中北大学2019-07-04论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自中北大学2019-07-04论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
标签：稀土金属掺杂论文; 氧化锌论文; 光催化活性论文; 半导体论文; 中北大学2019-07-04论文;