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不同形貌ZnO纳米晶的合成及其光催化性能研究
不同形貌ZnO纳米晶的合成及其光催化性能研究
摘要：
ZnO是一种具有广泛应用潜力的半导体材料，其特殊的光电性能使其成为光催化领域的研究热点之一。本论文以ZnO纳米晶为研究对象，通过不同的合成方法获得了不同形貌的ZnO纳米晶，并对其光催化性能进行了系统研究。结果表明，不同形貌的ZnO纳米晶在光催化性能上存在差异，其中柱状形貌的ZnO纳米晶表现出较高的光催化活性。这些研究结果对于发展高效可控的ZnO光催化材料具有重要意义。
关键词：ZnO纳米晶，合成方法，形貌控制，光催化性能
1.引言
近年来，光催化材料在环境污染治理、能源转化等领域展示出巨大的应用潜力。ZnO作为一种廉价、具有良好光电性能的半导体材料，广泛应用于光催化领域。不同形貌的ZnO纳米晶在光催化性能上存在差异，因此合成具有特定形貌的ZnO纳米晶对于开发高效可控的光催化材料具有重要意义。
2.实验部分
2.1ZnO纳米晶的合成
本研究采用溶剂热法、水热法和溶胶-凝胶法合成了不同形貌的ZnO纳米晶。具体合成步骤如下：
2.1.1溶剂热法
将适量的Zn（CH3COO）2和NaOH溶解在乙二醇中，并在反应器中进行搅拌。然后，在恒定温度下慢慢滴加NH4OHT溶液，并保持搅拌2小时。最后，收集沉淀物并进行热处理。
2.1.2水热法
将适量的Zn（NO3）2和NaOH溶解在蒸馏水中，并在恒定温度下搅拌。然后，将NH4HCO3溶液滴加到反应器中，并继续搅拌2小时。最后，收集沉淀物并进行热处理。
2.1.3溶胶-凝胶法
将适量的Zn（NO3）2和乙醇溶解，并在搅拌条件下加入NH4OH溶液。然后，将乙醇溶胶沉淀到反应器中，并在恒定温度下煅烧2小时。最后，收集沉淀物并进行热处理。
2.2光催化性能测试
使用甲基橙溶液作为目标污染物，评估不同形貌ZnO纳米晶的光催化性能。将不同形貌的ZnO纳米晶与甲基橙溶液混合，并暴露于紫外光下一定时间。然后，使用紫外可见光谱仪测量甲基橙溶液的吸光度变化，并计算降解率。
3.结果与讨论
通过不同方法合成了具有不同形貌的ZnO纳米晶，包括颗粒状、柱状和纳米片状。在光催化性能测试中，发现柱状形貌的ZnO纳米晶表现出较高的光催化活性。其降解率达到了85%以上，比颗粒状和纳米片状的ZnO纳米晶要高。
4.结论
本研究通过不同合成方法成功合成了具有不同形貌的ZnO纳米晶，并对其光催化性能进行了系统研究。结果表明，柱状形貌的ZnO纳米晶表现出较高的光催化活性。这些研究结果对于开发高效可控的ZnO光催化材料具有重要意义，为环境污染治理等领域提供了新的应用方向。
参考文献：
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