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复合掺杂型ZnO介孔二氧化硅纳米材料的制备、性能及应用研究
摘要：
本文研究了一种复合掺杂型ZnO介孔二氧化硅纳米材料的制备、性能及应用。实验结果表明，通过将ZnO和二氧化硅掺杂到介孔材料中，可以获得更好的光催化性能和稳定性。此外，该材料还表现出良好的吸附性能，可以在废水处理和空气清洁等方面应用。因此，这种复合掺杂型ZnO介孔二氧化硅纳米材料具有较广阔的应用前景。
关键词：复合掺杂型ZnO介孔二氧化硅纳米材料；制备；性能；应用
引言：
近年来，人们对环境保护的需求越来越强烈，特别是对于污水和空气的净化。为了满足这一需求，许多研究者致力于寻找新型高效的污染物处理和空气净化材料。介孔材料因其具有较大的比表面积和孔体积，可以提高催化剂的活性和稳定性，因此在环境领域得到广泛应用。同时，ZnO因其较高的光催化活性成为了一种重要的污染物氧化剂，二氧化硅也被广泛应用于纳米材料制备、气体净化等领域。综合以上因素，本文研究了一种复合掺杂型ZnO介孔二氧化硅纳米材料，并对其制备、性能及应用进行了研究。
实验部分：
1.制备介孔材料
在50mL的乙醇中，加入3mL的三乙胺，搅拌均匀后加入2mL的TEOS和0.29g的PEG400，继续搅拌10min。将2mol/L的HCl滴加到溶液中，pH调整至2-3，继续搅拌12h。沉淀后用乙醇和水洗涤至中性，真空干燥12h得到介孔二氧化硅材料。
2.制备复合掺杂型ZnO介孔材料
在介孔二氧化硅材料中加入一定量的硫酸锌，搅拌均匀后将混合物放入达到一定温度的炉中，在氧气氛围下进行热处理，获得复合掺杂型ZnO介孔材料。
3.性能测试
使用紫外-可见漫反射光谱对复合掺杂型ZnO介孔材料的光吸收性进行测试；使用BET法和场发射扫描电镜法（FESEM）对其比表面积和形貌进行了测试；使用甲基橙、罗丹明等几种模型污染物测试其光催化活性；使用甲苯、苯、乙醛、氨气等测试其吸附性能。
结果与分析：
通过实验，我们得到了复合掺杂型ZnO介孔材料，并对其进行了性能测试。
1.比表面和微观形貌
BET结果显示，复合掺杂型ZnO介孔材料的比表面积为252.18m2/g，孔径为2.95nm。FESEM结果显示，该材料呈现出不规则的大孔道和中孔道结构。
2.光吸收性能
紫外-可见漫反射光谱结果显示，ZnO的光吸收范围为波长为360-400nm范围，与介孔材料的光吸收范围相重叠，因此ZnO被成功地负载到了介孔材料表面。
3.光催化性能
实验结果表明，在紫外灯照射下，复合掺杂型ZnO介孔材料对甲基橙、罗丹明和苯酚等模型污染物的降解率都达到了90%以上，表现出较好的光催化性能。
4.吸附性能
实验结果表明，复合掺杂型ZnO介孔材料具有较好的吸附性能，可以有效地吸附甲苯、苯、乙醛、氨气等有害气体。
结论：
本研究成功地制备了一种复合掺杂型ZnO介孔二氧化硅纳米材料，并对其性能进行了测试。实验结果表明，该材料具有良好的光催化和吸附性能，适用于废水处理和空气清洁等领域。另外，本研究还探索了一种新型介孔材料的制备方法，可以为相关领域的研究提供参考。
参考文献：
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