水热辅助溶胶凝胶法制备纳米钛酸锌及其光催化性能

水热辅助溶胶凝胶法制备纳米钛酸锌及其光催化性能
摘要：本文采用水热辅助溶胶凝胶法成功制备了纳米钛酸锌，并对其光催化性能进行了研究。

结果表明，所制备的纳米钛酸锌具有较好的光催化性能，可用于废水处理、环境保护等领域。

引言
纳米材料因其特殊的物理化学性质，在光催化、储能、传感等方面具有广泛的应用价值。

钛酸锌是一种光催化活性较高的材料，其在环境治理、光催化水解等方面有着广泛的应用潜力。

目前，制备纳米钛酸锌的方法有很多种，包括溶胶-凝胶法、水热法、溶剂热法等。

本研究采用水热辅助溶胶凝胶法成功制备了纳米钛酸锌，并考察了其光催化性能。

实验部分
1. 实验材料
实验中所使用的材料为：钛酸四丁酯、硝酸锌、乙醇、去离子水。

2. 实验方法
（1）制备前驱体
首先将一定量的钛酸四丁酯溶于乙醇中，搅拌均匀后得到A溶液；然后将一定量的硝酸锌溶于去离子水中，搅拌均匀后得到B溶液。

将A、B两溶液混合，并在50℃下搅拌反应12小时，得到前驱体。

（2）水热处理
将前驱体悬浮在100ml的去离子水中，并进行水热处理，反应条件为180℃，反应时间为4小时。

（3）干燥处理
将水热处理后的样品进行干燥处理，然后在450℃下进行煅烧4小时，即得到纳米钛酸锌。

3. 分析测试
（1）X射线衍射（XRD）分析
使用X射线衍射仪对制备的纳米钛酸锌进行测试。

（2）扫描电子显微镜（SEM）分析
使用扫描电子显微镜对制备的纳米钛酸锌进行形貌表征。

（3）光催化性能测试
使用可见光下的光催化设备对制备的纳米钛酸锌进行光催化性能测试。

结果与讨论
（1）XRD分析结果表明，制备的纳米钛酸锌具有较好的结晶性能，晶格常数为3.25Å，与标准卡片吻合良好。

（2）SEM分析结果显示，制备的纳米钛酸锌呈现出均匀的颗粒形貌，平均粒径为50nm 左右。

（3）光催化性能测试结果表明，制备的纳米钛酸锌对甲基橙废水具有较好的光催化降解性能，50ml废水中加入10mg纳米钛酸锌经120min可实现对甲基橙的降解率达到80%以上。

结论
通过水热辅助溶胶凝胶法成功制备了纳米钛酸锌，其在光催化降解废水方面表现出良好的性能。

该研究为纳米钛酸锌的制备提供了新的思路和方法，并为其在环境治理、废水处理等方面的应用提供了理论和实验基础。

随着相关研究的不断深入，纳米材料在环境保护、新能源开发等方面的应用前景必将更加广阔。