Fe2O3-ZnO复合纳米粒子的制备及其光催化性能.doc

本科毕业论文（设计） 题目：Fe2O3-ZnO复合纳米粒子的制备及其光催化性能 院（系） 理学院 专 业 化 学 年 级 2007 姓 名 学 号 指导教师 职 称 教授 2011 年 06 月 13 日 摘 要 1 Absaract 2 第一章 绪 论 31.1 半导体光催化技术 3 1.1.1半导体光催化反应机理 3 1.1.2半导体光催化的研究现状 4 1.1.3半导体光催化存在的问题及发展趋势 5 1.2 纳米ZnO光催化材料 6 1.2.1纳米ZnO的晶体结构 6 1.2.2纳米ZnO的应用 6 1.2.3纳米ZnO的制备方法 7 1.2.4提高ZnO光催化性能的途径 7 1.3 纳米Fe2O3的研究 8 1.3.1纳米Fe2O3的晶体结构 8 1.3.2纳米Fe2O3的应用 9 1.3.3纳米Fe2O3的制备方法 9 1.4 本文研究思路及内容 11 第二章 实验部分 2.1 仪器与药品 12 2.1.1主要实验仪器 12 2.1.2主要实验药品 12 2.2 实验内容 13 2.2.1纳米ZnO和Fe2O3粒子的制备 13 2.2.2复合纳米粒子α-Fe2O3-ZnO的制备 13 2.2.3光催化活性测试 13 2.3 测试仪器与方法 13 2.3.1X-射线衍射测试 13 2.3.2紫外-可见漫反射测试 13 2.3.3光伏测试 14 2.3.4扫描电镜测试 14 2.3.5原子荧光测试 14第三章 结果分析与讨论 3.1纳米 ZnO的谱图分析 15 3.1.1纳米ZnO的XRD谱图分析 15 3.1.2纳米ZnO的SEM图分析 17 3.1.3纳米ZnO的PL谱图分析 17 3.1.4纳米ZnO的光催化活性测试 18 3.2 纳米Fe2O3的谱图分析 19 3.2.1纳米Fe2O3的XRD谱图分析 19 3.2.2纳米Fe2O3的光催化活性测试 21 3.3 Fe2O3-ZnO复合纳米粒子的谱图分析 21 3.3.1复合样品的XRD谱图分析 21 3.3.2 样复合品的SPS谱图分析 22 3.3.3复合样品的光催化活性测试 23结 论 参考文献 致 谢 摘 要 氧化锌是一种较具有代表性的宽带隙半导体。由于其作为光催化剂存在光腐蚀现象，如何来解决氧化锌的稳定性问题，同时来拓展其可见光响应范围，成为近年来人们研究的热点，其中利用窄带隙与宽带隙半导体复合是有效的改性手段之一。本文通过相分离溶剂热法成功地合成了ZnO和Fe2O3纳米粒子，并利用湿法将二者复合。利用XRD、SPS、PL、SEM等手段对样品进行了表征。重点考察复合样品可见光的光催化活性。 研究结果显示：氨水的引入对ZnO的生成有促进作用，而且能够提高Fe2O3的晶化度。 利用湿法构筑的Fe2O3-ZnO复合体系，可以显著提高Fe2O3可见光的光催化活性。这与ZnO作为电子受体，使得Fe2O3电子-空穴分离效率得到提高有关。 关键词：光催化剂；湿法复合；相分离溶剂热；光生载流子 Absaract Zinc oxide is a kind of representative broadband gap semiconductor. There exists light corrosion phenomena because it is a kind of light catalyst. How to solve the stability problem of zinc oxide, and to expand the scope of response to visible light have attracted the attention of people in recent years. Compounding narrowband gap semiconductor and broadband gap semiconductor is one of the effective means of modification. The paper synthesized ZnO and Fe2O3 nanoparticles through the phase separation - solvent thermal method successfully, and compounded the above nanoparticles through wet method,and investigated the samples by means of XRD, SEM, PL and SPS.The light catalytic activity of t