纳米氧化锌光催化材料制备工艺与性能优化.docx

纳米氧化锌光催化材料制备工艺与性能优化

目录

内容描述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1纳米氧化锌光催化材料的研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.2研究目的与内容概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.3文献综述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.3.1纳米氧化锌光催化材料的发展历程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.3.2当前研究的主要问题与挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.4研究方法与技术路线．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11

1.4.1实验材料与设备介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

1.4.2制备工艺的设计与优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

1.4.3性能测试与评估方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

1.5论文结构安排．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

纳米氧化锌光催化材料基础理论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.1纳米材料的基本概念与分类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.2氧化锌的结构与性质．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.3光催化反应机理概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22

2.4影响光催化效率的因素分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

2.5纳米氧化锌光催化材料的应用前景．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

纳米氧化锌光催化材料的制备工艺．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

3.1前驱体溶液的配制与处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

3.2纳米颗粒的合成方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

3.2.1水热法制备纳米氧化锌．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

3.2.2溶剂热法制备纳米氧化锌．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.2.3溶胶凝胶法制备纳米氧化锌．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

3.3后处理与表面改性技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

3.3.1热处理对纳米氧化锌的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

3.3.2表面修饰技术及其效果．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

3.4工艺流程的优化与控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

纳米氧化锌光催化材料的性能优化．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

4.1光吸收特性的改进．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

4.1.1不同尺寸纳米颗粒的光吸收差异．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

4.1.2表面形貌对光吸收的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

4.2催化活性与稳定性的提高．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

4.2.1催化剂活性的测定方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

4.2.2稳定性影响因素分析与对策．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

4.3光谱响应范围的拓宽．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

4.3.1可见光响应机制研究．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．56

4.3.2光谱响应范围拓展的策略．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

4.4环境适应性的增强．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．58

4.4.1在不同环境下的稳定性考察．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．60

4.4.2抗腐蚀性能的提高途径．．．．．．．．．．