AgBr／ZnO纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

收 稿 日期 ： Ｏ １０ — ７ ２ ｌ－３１
基 金 项 目 ： 家 自然 科 学 基 金 项 目 （ ０ ７ ０ １ ５ ９ ２ ６ ） 山 东 省 自然 科 学 基 金 项 目 （ ２ ０ Ｆ ４ ； 东 省 科 技 攻 关 计 划 项 目 国 ５ ５ ２ ４ ，０ ７ ０ ３ ； Ｙ ０７ ６ ） 山 （０ ６ ２ Ｏ ＧＧ２０ ０ ４ ； ２ ３ １ ） 山东 省 教 育 厅 科 研 发 展 计 划 项 目 （Ｏ ＡＯ ）青 岛市 应 用 基 础 研 究 项 目（ ９１３２－ ｈ ； 岛市 关 键 技 Ｊ６ ２ ； Ｏ ———７ ｅ ） 青 ｊ 术 重 大 攻 关 计 划 项 目（ ９ｉ４２～ｘ ． ０ 一一—１ｇ ） 作 者 简介 ： 徐 啸 （ ９ ６ ） 男 ， 士 研 究 生 ． ＊通 信 联 系人 ． １８一 ， 硕
形 貌及 紫外一 可见 吸 收光谱 进行 了表 征 ， 并通过 正 交试验 优化 了 Ａｇ ｒＺ Ｏ 纳米 复合材 料 Ｂ／ｎ 的 制备 工 艺， 究 了 ｐ 值 、 应 温度 、 照 强度 等 因 素对 产 物 光催 化 降 解 甲基橙 性 能 的 研 Ｈ 反 光
影 响 。结果表 明 ， 选 制备 工 艺条件 ：Ｈ 值 ６ 反 应 温度 ５ 优 ｐ ， ５℃ ， Ｂ Ｋ ｒ浓度 ０ ０ ００ ｍｏ ・ ． ４ ｌ
Ｙ一（ 一ｃ ／。 ） ｃ为评价 标准 。
由表 １的极 差 数 据 可 以看 出 ， ４因 素 中 ＫＢ ｒ 浓 度 对 Ａｇ ｒ Ｚ Ｏ 纳米 复合 材 料 的光 催 化 性 能 Ｂ／ ｎ 影 响最 大 ， 极差 为 １ ． ５ 且 ５水平 中 ＫＢ 浓度 为 ７２ ， ｒ
ＮＨ４ Ｏ 、 ｎ（ ３ ２ Ａｇ ＨＣ ３ Ｚ ＮＯ ） 、 ＮＯ３ ＫＢ ， 为 、 ｒ均
ｐＨ ａ ｕｅ ｏ ０． ｖ ｌ ｆ１
Ｋｅ ｒ ｓ ｙｗｏ ｄ ：Ａｇ ｒ Ｚ Ｏ；ｐ ｏｏ ａａｙｉ ；ｓ ｌｔ ｅｓ ｎ ｉｈ ；ｍｅｈ ｌ ｒｎ ｅ ａ ｏ ｏ ｏ ｉ ｓ Ｂ／ ｎ ｈ ｔ ｃｔｌｓ ｓ ｉ ａｉ －ｕ ｌ ｔ ｍｕ ｖ ｇ ｔ ｙ ａ ｇ ；ｎ ｎ ｃ ｍｐ ｓ ｅ ｏ ｔ
ｏ Ｂ ／ ｎ ｎ ｃ ｍｐ ｓ ｅ ｆＡｇ ｒ Ｚ Ｏ Ｎａ ｏｏ ｏｉ ｔ
ＸＵ ｉｏ。Ｍ ＥＮＧ ｌ ｎ Ｘ ａ Ａ－ａ
（ ｏｌｇ ｆ ｈ ｍｉ ｙ ａ ｄＭｏｅ ｕ ａ ｎ ｉｅ ｒ ｇ Ｃ ｌ ｅｏ ｅ ｓ ｎ ｌｃ ｌｒＥ ｇｎ ｅ ｉ ，Ｑｉｇ ａ ｉｅ ｓ ｙ ｏ ｃ ｎ ｅａ ｄ Ｔｅｈ ｏｏ ｙ ｅ Ｃ ｔ ｎ ｎ ｄ ｏ Ｕｎｖ ｒｉ ｆ ｉ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｑｉｇ ａ ６ ０ ２ Ｃｈｎ ） ｔ Ｓｅ ｎ ｄ ｏ２ ６ ４ ， ｉａ
１ ５ｈ 其 降解 率超过 ９ 。 ． ， ５ 关键 词 ：Ａｇ ｒＺ Ｏ；光催化 ； 拟 日光 ；甲基橙 ；纳米 复合 材料 Ｂ／ｎ 模 中图分 类号 ：Ｔ ９ ４ Ｍ １ 文献标 志码 ：Ａ
Ｓ ｕ ｎ Ｐｒ ｐａ ａ ｉ ｎ ａ ｄ Ｐｈ ｔ ｃ ｔ ｌ ｔｃ Ａｃ ｉ ｉｙ ｔ ｄｙ ｏ ｅ ｒ ｔｏ ｎ ０ Ｏ ａ ａ ｙ ｉ ｔｖ ｔ
能有效 提 高光生 电子 与光 生 空穴 的 分离 效率 ，是
光） 为光 源 ， 自制 光 催 化装 置 中完 成 Ａｇ ｒＺ Ｏ 于 Ｂ／ ｎ
的光催化性 能评 价 。其 方法 是依 次 向反 应 器 中加
入 ２０ｍＬ浓度为 ０ ０ ００ｇ・ 的甲基橙溶 液及 ０ ． ２ Ｌ
０ ４ ００ｇ纳 米 复合 材 料 ， ． ０ 调节 反 应 液 的 ｐ 值 为 Ｈ
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔｈ Ｂｒ Ｚ Ｏ ａ ｏ ｏ ｏ ｉｅ ｒ ｒ ｐ ｒ ｄｂ ｗｏ ｓ ｅ ｒ ｃｐｔ ｔｏ ｔ — ｅＡｇ ／ ｎ ｎ ｎ ｃ ｍｐ ｓｔ ｓｗｅ ｅｐ ｅ ａ ｅ ｙｔ — ｔｐ ｐ ｅ ｉ ｉ ｉｎｍｅｈ ａ
ｏ ｄ，ｉ ｉｈ Ｎ Ｈ４ ｎ ｗｈ ｃ ＨＣＯ３ ｎ ＮＯ３ ２ ，Ｚ （ ） ，Ａｇ ＮＯ３ ｎ ｄ ＫＢｒｗｅ ｅｕ ｅ ｓｒｗ ａ ｅｉｌ． Ｔｈ ａ ｒ ｓ ｄ ａ ａ ｍ ｔｒａｓ ｅ
Ｌ 。反 应 时间 ２ｈ ＿， 。优 选条 件 下 制得 的 Ａｇ ｒＺ Ｏ 纳 米 复合 材 料 具 有 优 良的 光 催 化 性 Ｂ／ ｎ
能， 以其 为光 催 化 剂 ， ３ ０ Ｗ 卤钨 灯 照射 下 ， 制 ｐ 值 为 １ ， 化 降解 甲基 橙 （ 在 ０ 控 Ｈ Ｏ催 ＭＯ）
ｌｎ ｈ ｔ ｃ ｔ ｌ ｔ ｃ ｉ ｉｙ ｆ ｒ ｄ ｇ ａ ｉ ｇ ｍｅ ｈ ｌ ｒ ｎ ｅ（ Ｏ） ｎ ｔ ｅ ｒ ｄ ｔ ｎ ｅ ｆ ｅ ｔｐ ｏ ｏ ａ ａ ｙ ｉ ａ ｔ ｔ ｏ ｅ ｒ ｄ ｎ ｔ ｙ ａ ｇ Ｍ ｃ ｖ ｏ ，ａ ｄ ｉｓ ｄ ｇ ａ ａ ｉ ｆｉ ｏ — ｃｅ ｃ ｓ ｅ ｃ ｅ ｅ ５ ａ ｔ ｒ １ ５ ｈ ｉｒ ｄ ａ ｉ ｎ ｕ ｄ ｒ ３ ０ Ｗ ｕ ｇ ｔ ｎ ｈ ｌ ｇ ｎ ｌ ｍｐ ａ ｄ ｉｎ ｙ ｉ ｘ ｅ ｄ ｄ ９ ｆｅ ． ｒ ａ ｉ ｔｏ ｄ ｅ ０ ｔ ｎ ｓ ｅ — ａ ｏ ｅ ａ ｎ
２ １ 制 备工 艺 对 Ａ Ｂ ／ ｎ 纳 米 复 合 材 料 光 催 ． ｇ ｒＺ Ｏ 化 性能 的影 响
料， 着重研 究 了该 复合材 料 的制 备工 艺 ， 以甲基 并
橙 为 目标 降解 物 ， 考察 温 度 、 Ｈ 值 及光 照 强 度 对 ｐ Ａｇ ｒＺ Ｏ 光 催 化 性 能 的 影 响 ， 期 为 Ａｇ ｒ Ｂ／ｎ 以 Ｂ／ Ｚ ０纳 米复 合材料 的应 用提 供理论 和 实验依 据 。 ｎ
摘 要 ：以 ＮＨ ＨＣ 、 ｎ ＮＯ。 Ａ ＮＯ。 ＫＢ Ｏ。Ｚ （ ）、 ｇ 及 ｒ为 原料 ， 用 两 步 液相 沉 淀 法制 备 出 采
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Ａｇ ｒＺ Ｏ 纳米 复合 材料 ， 用 ＸＲ Ｓ Ｍ 、 — ｓ光度计 等 测试手 段对 产物 物相 、 观 Ｂ／ｎ 采 Ｄ、 Ｅ ＵＶ Ｖｉ 微
ｎ 处 的吸光度 ， ｍ） 进而计算 甲基橙 的降解率 。
体光 催化 技术 ， 有效 地促 进半 导体 材 料光 生 电子一
空穴 对 的 分 离 ， 高 半 导 体 材 料 的 光 催 化 性 提 能口 ］ 。本工 作 合 成 了 Ａｇ ｒＺ Ｏ 纳 米 复 合 材 Ｂ／ ｎ
２ 结 果 与讨 论
系统 ｐ 值 、 Ｈ 反应 温度 、 ｒ ＫＢ 溶液 浓度 及 反应 时 问是影 响产物 光催 化性 能 的重 要 因素 。为此本 研 究设计 了关 于上述 ４个 因素 的 ５ 平正 交试 验 水
１ 实 验 部 分
１ １ 试 剂 与 仪 器 ．
结果 见 表 １ 以光 催 化 降解 甲基 橙 １ｈ的 降解 率 。
第 ３ ２卷 第 ５期 青 岛 科 技 大 学 学 报（ 自然科 学 版 ） Ｖ０＿２Ｎ ． ｌ３ ｏ ５ ２１ ０ １年 １ Ｊｕ ｎｌ ｆ ｎ ｄｏＵｎｖｒｉ ｆ ｃ ｎ ｅａｄＴ ｃ ｎ ｌｇ （ ｔｒｌ ｃｅｃ ｄｔ ｎ Ｏｃ ２ １ Ｏ月 ｏ ｒａ ｏ ｇ ａ ｉｅｓｔ ｏ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏｏ ｙ Ｎａｕａ ＳｉｎｅＥ ｉｏ ） Ｑｉ ｙ Ｓｅ ｉ ｔ ０１ ．
Ａｇ ｒ Ｚ Ｏ ａ ｏ ｏ ｏ ｉｅ ｒ ｈ ｒｃ ｅ ｉｅ ｙ ＸＲＤ，Ｓ Ｍ ｎ Ｂ ／ ｎ ｎ ｎ ｃ ｍｐ ｓｔ ｓｗｅ ｅｃ ａ ａ ｔｒｚ ｄ ｂ Ｅ ａ ｄ ＵＶ－ ｓ Ｔｈ ｒ ｐ — Ｖｉ． ｅｐ ｅ ａ
ｒｔ ｎｔｃ ｎｃｅ ｆ Ｂ ／ ｎ ａ ｏ ｏ ｏｉ ｓ ｒ ｐｉ ｚｄｂ ｈ ｒｈ ｇ ｎ ｌ ｘ ｅｉ ａｉ ｅｈ ｉ ｓ ｏ ｓ ｏ Ａｇ ｒＺ Ｏ ｎ ｎ ｅ ｍｐ ｓ ｅ ｅ ｔ ｅ ｙｔ ｅ ｔ ｏ ｏ ａ ｅ ｐ ｒ ｔ ｗｅ ｏ ｍｉ ｏ —
ｍｅ ｔ ｎ ｈ ｆｅ ｔｏ Ｈ ，ｒ ａ ｔｏ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ａ ｄ ｌ ｈ ｎ ｅ ｓｔ ｎ ｍ ｅｈ ｌｏ ａ ｇ ｎ ，ａ ｄ ｔ ｅｅｆｃ ｆｐ ｅ ｃｉｎ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｉ ｔｉｔｎ ｉｙ ｏ ｔ ｙ ｒ ｎ ｅ ｇ
（ Ｏ） ｄ ｇ ａ ａ ｉｎ ｒ ｔ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔｈ ｅ ｕ ｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔ ｅｏ ｔ ｕ ｐ ｅ ａ ａ ｉｎ Ｍ ｅ ｒ ｄ ｔ ａｅ ｗａ ｘ ｍｉ ｅ ． ｏ ｅ ｒ ｓ ｌｓｓ ｏ ｔ ａ ｈ ｐ ｉ ｍ ｒ ｐ ｒ ｔｏ ｍ
１， Ｏ 在黑暗条件下超 声分散 ０ ５ｈ 确保 甲基橙 在催 ． ， 化剂表 面达到吸附平衡后 ， 控制 光源与 液面 间距 为 １ ｍ， ０ｃ 在设定 温度 下进 行 光催 化 降解 反应 。间隔
０ ５ｈ取样 ， 心后 测定 清 液在最 大 吸 收波长 （６ ． 离 ４５
半导 体材 料 改性 的有 效 途 径 和 研究 热点 ｌ 。 卤 ＿ ４ 刮 化银 是 常用 的感 光半 导 体 材 料 ， 仅可 作 为影 像 不 胶 片的原 材料 ＿ ， 可将 其 感 光 性 能应 用 于 半 导 ｇ还 ］
ｔｃ ｎｃｅ ｆ Ｂ ／ ｎ ａ ｏ ｏ ｏ ｉ ｓ ｒ Ｈ一 ６ Ｔ： ５ ｅｈ ｉ ｓｏ ｓ Ａｇ ｒ Ｚ Ｏ ｎ ｎ ｃ ｍｐ ｓ ｅ ｅｐ ｔ ａ ， ＝ ５℃ ， （ ｒ 一０ ０ ００ｍｏ ・ ＝ ｃ ＫＢ ） ． ４ ｌ
Ｌ＿。 ￡ ２ｈ ・ 一 ．Ｔｈ Ｂ ／ ｎ ｏ ｔ ｉｅ ｎ ｅ ｐ ｉ ｍ ｒ ｐ ｒ ｔ ｎｃ ｎ ｉｉｎ ａ ｅｅ ｃ ｌ ｅＡｇ ｒ Ｚ Ｏ ｂ ａｎ ｄｕ ｄ ｒｏ ｔｍｕ ｐ ｅ ａ ａ ｉ ｏ ｄｔ ｓｈ ｖ ｘ ｅ— ｏ ｏ
分析 电试 剂 。
Ｘ射线 衍射 仪 ， ＶＡＮＣ Ｄ８ＡＤ Ｅ型 ， 国布 鲁 德
克 公 司 ； 发 射扫 描 电 镜 ，Ｅ Ｓ ６ ０ Ｆ型 ， 场 Ｊ ＯＬ Ｊ Ｍ一７ ０
日本 电 子 株 式 会 社 ； 外一 见 分 光 光 度 计 ， 紫 可
０ ０ ０ ０ ｏｏ ． ４ ｔ ｌ・Ｌ 时 平 均 降 解 率 最 大 ，为
Ｚ Ｏ是一 种性能卓越 的新 型宽带 隙 、 ｎ 高激发 能 的半 导体材料 ， 其在 室温下 的禁 带宽度为 ３ ３ Ｖ， ． ７ｅ
激 子 束 缚 能 为 ６ 引。Ｚ Ｏ 的禁 带 宽 度 与 ０ ｍｅ ｎ Ｏ相当， ２ 且毒性 小 、 生产 工 艺 简单 、 成本 低廉 ， 因
文 章 编 号 ： ６ ２ ６ ８ （ ０ １ ０ ～４ １０ １ ７ — ９ ７ ２ １ ） ５０ ５ — ５
Ａ Ｂ ／ ｎ 纳 米 复 合 材 料 的 制 备 ｇ ｒＺ Ｏ 及 其 光 催 化 性 能研 究
徐 啸 。 阿 兰 盂
（ 岛科 技 大 学 化 学 与 分 子 工 程 学 院 ， 东 青 岛 ２ ６ ４ ） 青 山 ６ ０ ２
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青 岛 科 技 大 学 学 报（ 自然 科 学 版 ）
第 ３ ２卷
此成为被广 泛 研究 的光 催 化半 导 体材 料［ 。但 由 ３ ］ 于纯 Ｚ Ｏ半导 体材 料 带 隙宽 、 照激 发 产 生 的空 ｎ 光 穴一 电子对的分 离效 率 低 ， 以取 得满 意 的 光催 化 难 效果 ， 严重 限制 了该材料在光 催化领域 的应 用 。 近年 来 的研 究结 果表 明 ， 半导 体一 导体 复 合 半