ZnO_Li_xNi_1_x_O光催化降解甲基橙的研究

第5卷第4期环境工程学报

Vol ．5，No ．42011年4月

Chinese Journal of Environmental Engineering

Apr．2011

ZnO /Li x Ni 1－x O 光催化降解甲基橙的研究

郭丽华

1

丁士华

1*

杨晓静

2

宋天秀

1

(1.西华大学材料科学与工程学院，成都610039;2.西华大学能源与环境学院，成都610039)

摘要采用溶胶凝胶法制备Li x Ni 1－x O 和ZnO 粉体，利用球磨法制备ZnO /Li x Ni 1－x O 复合粉体，以紫外光为光源，通

过降解甲基橙，研究了锂掺杂及n-p 复合对氧化镍的光催化性能影响。结果表明:当投放量为0.1g /L ，x ≤0.075(摩尔分数)的锂掺杂氧化镍均比未掺杂氧化镍的光催化活性高。当锂掺杂摩尔分数为0.025，投放量为0.4g /L 时锂掺杂氧化镍

的光催化活性最佳，甲基橙最高降解率达到93.1%。当ZnO /Li 0．025Ni 0．975O 在质量比为1ʒ1，投放量为0.2g /L 时光催化活性最佳，甲基橙最高降解率达到98.1%。

关键词氧化镍氧化锌溶胶凝胶法光催化p-n 结中图分类号

X703

文献标识码

A

文章编号1673-

9108(2011)04-0831-05Study on photocatalytic degradation of methyl orange by ZnO /Li x Ni 1－x O

Guo Lihua 1

Ding Shihua 1

Yang Xiaojing 2

Song Tianxiu 1

(1．School of Materials Science and Engineering ，Xihua University ，Chengdu 610039，China ;

2．School of Energy and Environment ，Xihua University ，Chengdu 610039，China )

Abstract Li x Ni 1－x O and ZnO powders were prepared by sol-gel method．The composite powders of ZnO /

Li x Ni 1－x O were prepared by ball milling method．The effects of lithium-doping and n-p composition on the photo-catalytic property of nickel oxide were investigated with the degradation of methyl orange under the UV-lamp．

The results showed that the lithium-doped nickel oxides had higher photocatalytic activity than undoped nickel

oxide when the amount of photocatalyst was 0.1g /L and the amount of lithium ，x (mole )，was less than or e-qual to 0.075．The maximum degradation rate of methyl orange was 93.1%when x =0.025and the amount of photocatalyst was 0.4g /L．The maximum degradation rate of methyl orange was 98.1%when the amount of ZnO /Li 0．025Ni 0．975O composite powders was 0.2g /L and the mass ratio of ZnO /Li 0.025Ni 0．975O was 1ʒ1．

Key words NiO ;zinc oxide ;sol-gel method ;photocatalytic ;p-n junction

基金项目:教育部春晖计划资助项目(Z2009-1-61009);西华大学材料学重点学科建设基金(XZD0814-09-1);西华大学人才基金(R0620109)

收稿日期:2010－03－17;修订日期:2010－07－22

作者简介:郭丽华(1983 )，女，硕士研究生，主要从事光催化剂制

备与性能研究。E-mail :hhprincess@139．com *通讯联系人，E-mail :dshihua@263．net

近几年，国内外对光催化氧化的研究日益深入，研究的主要问题集中在提高半导体的光催化效率、能带修饰、催化剂固定化等问题上，并取得了一系列突破性进展。光催化效率受半导体载流子的e －

、h +的复合率影响较大。一般来说通过增加表面缺陷、减小颗粒尺寸、掺杂金属或过渡金属离子、复合半导体技术等都是提高半导体电荷分离能力的有效途径［1-2］

。在研究对象上，多以n 型半导体材料为

主，如TiO 2、

SnO 2、WO 3、ZnO 、CdS 等。对于p 型半导体的研究甚少，在p 型半导体中以Cu 2O ［3］、YFeO 3［4］为代表，光催化性能显著。NiO 的光催化

性能研究偏少，多以报道其催化、光电、气敏、电池电容等应用范围为主。娄向东等［5］

将采用均相沉淀

法制备的纳米NiO 与P-25TiO 2进行对比发现:纳米NiO 具有不需曝入任何气体或电子捕获剂，就可以表出良好出Gondala

等［6］

通过激光诱导NiO 降解苯酚发现苯酚的毒性

在短时间内很快消失。目前掺杂型氧化镍，

包括掺杂锂的氧化镍光催化研究报道仍未出现，然而氧化镍与其他氧化物的异质结的复合效果非常值得借

鉴。陈崧哲等

［7-9］

设计了负载金属的p-n 复合光催化剂Cu /TiO 2-NiO 、Cu /ZnO-NiO 、Cu /WO 3-NiO 。研究发现这些催化剂是通过肖特基势垒效应和p-n 复合效应［10］

共同作用，从而有效地提高了光生载流子

的分离效果。阎建辉等［11］

所制备的NiO /N 2SrTiO 3

复合催化剂较单一催化剂有更高的产氢活性，

研究