氧化锌光催化剂

1 催化剂用量对染料降解率的影响
结论 减小粒径和增大粒子的比表面积对提高其 光催化活性是有利的 过多的催化剂对光有遮蔽作用,影响了光催 化降解的效果
光照对染料降解率的影响(催化剂用量150mg)
染料 催化剂 A
B
K - GL
71. 01% 71. 29%
B - RN
25. 44% 37. 05%
催化剂的制备方法
• • • • • • 1. 液相化学制备技术 2. 气相化学制备技术 3. 固相反应制备技术 4. 超重力制备技术 5. 超临界流体干燥制备技术 6. 电化学制备技术
液相化学制备技术
• 1化学沉淀法 • 2溶胶-凝胶法
化学沉淀法
1.直接化学沉淀法 滴加草酸 烘干 例：乙酸锌溶液 草酸锌沉淀 草酸 箱式电阻炉中反应 锌粉末 氧化锌晶体 优点：条件易于控制，操作简单，适于大批 量制备粉体材料。 缺点：副产物离子的洗涤困难，产物粒径分 布较宽，干燥过程中粒子易于团聚。
新型纳米氧化锌的制备及其光 催化降解印染废水的研究
闫婷 200915100219
印染废水具有组成复杂、色度高、生物难降解、 物质浓度高等特点,目前采用的化学絮凝法、活 性污泥法以及生物膜法等处理方法难以达到令 人满意的效果. 近年来,利用半导体纳米材料多 相光催化氧化以消除环境中各种污染物的日益 增多。目前多采用半导体氧化物及其复合氧化 物为光催化剂,如TiO2 ,ZnO, ZnO /TiO2等. 其中 ZnO是一种重要的工业原料,它广泛应用于涂料、 橡胶、陶瓷、玻璃等多种工业品以及化妆品和 药物的生产加工中. 除此之外,纳米ZnO还具有光 催化性能,在环境污染治理方面扮演极其重要的 角色。
化学沉淀法
2.均匀沉淀法 连续微波加热 例：硫酸锌＋尿素 纳米氧化锌（粒 径为8～30nm ） 特点：避免了直接沉淀法中的局部过浓，从 而大大降低沉淀反应的过饱和度。
溶胶-凝胶法
例：六水合硝酸锌＋柠檬酸 升温加热搅拌 箱式电阻炉加热 溶胶 凝胶 前驱体粉末 热处理 纳米氧化锌。
特点：合成的粉体纯度高，化学成分均匀， 颗粒度小且分布范围窄。溶胶-凝胶质量受 溶液的pH值、浓度、反应时间及温度是影 响。
光照情况
无光照(2h) 无光照(2h)
C
无催化剂
77. 51%
14. 40%
28. 67%
47. 00%
无光照(2h)
光照(2源自文库)
• 2 光照对催化剂活性的影响
• 结论
• 仅有光照或是仅有催化剂时均不能达到理想 的降解效果,而两者同时存在时,催化剂对两 种活性染料的降解效果非常好. 这说明光照 能提高催化剂光催化活性. 在光催化过程中, 光照和催化剂二者缺一不可.
去离子水中加热搅拌
纳米氧化锌光催化反应机理
• 纳米微粒由于尺寸小,故比表面积大. 表面的键态 和电子态与颗粒内部不同. 表面原子配位不全等因 素导致表面的活性位置增加,且随着粒径的减小,表 面光滑程度下降,形成了凸凹不平的原子台阶,这就 增加了纳米材料的吸附性和化学反应的接触面. 另 外,纳米ZnO由于量子尺寸效应,其导带能级变成分 裂能级,能隙变宽,因此纳米氧化锌受到紫外光的辐 射后,处于价带的电子就被激发到导带,价带便生成 空穴( h+ ).空穴本身是强氧化剂,它将吸附在ZnO 颗粒表面的OH- 和H2O分子氧化,生成HO· 自由基, 缔合在Zn2 +表面的HO· 为强氧化剂,可以氧化相邻 的有机物,而且可以扩散到液相中氧化有机物,把各 种有机物通过一系列的氧化过程,最终氧化成CO2 , 从而完成对有机物的降解.
活性染料的光催化降解的影响因素
• 1 催化剂用量对染料降解率的影响 • 2 光照对催化剂活性的影响
催化剂用量及对染料降解率的影 响(光照2h)
用量催化剂 A 100mg 100% 92. 81% B 100% 100% C 100% 100% 150mg 100% 93. 13% 100% 100% 100% 100% 染料 K - GL B - RN K - GL B - RN K - GL B - RN
纳米氧化锌的其他应用
• • • • • 1.橡胶工业中的应用 2.国防工业中的应用 3.纺织工业中的应用 4.涂料防腐中的应用 5.生物医学中的应用