Fe、Ce单复合掺杂纳米氧化锌粉体的制备及其光催化性能研究.docx

Fe、Ce单复合掺杂纳米氧化锌粉体的制备及其光催化性能研究
摘要
本文以氧化锌为基础，采用溶胶-凝胶法制备出Fe、Ce单复合掺杂纳米氧化锌粉体，并通过SEM、XRD、TEM等分析手段研究了其物理化学性质。同时，利用甲基橙溶液和亚甲基蓝溶液作为模型污染物研究了其光催化降解性能。结果表明，Fe、Ce单复合掺杂纳米氧化锌粉体与纯氧化锌相比，其晶粒尺寸更小、结晶度更高，同时表现出了良好的光催化性能，表明其对模型污染物的光催化降解性能更高。
关键词：Fe、Ce单复合掺杂；纳米氧化锌；光催化性能；甲基橙；亚甲基蓝
Introduction
水环境污染日益严重，因此寻找有效的污染处理技术成为当务之急。光催化技术是一种新型、高效、环保的污染处理技术，其具有简单、快速、安全等优点。纳米氧化锌因其特性优良的光催化性能被广泛应用于水处理、污染物降解等领域。然而，单质氧化锌的光催化活性存在一定的局限性，因此可以通过合适的掺杂剂加强其光催化效果，提高降解水平。
实验方法
本实验采用溶胶-凝胶法制备出Fe、Ce单复合掺杂纳米氧化锌粉末。将氢氧化钠溶解于蒸馏水中，加入硝酸钨铵和硝酸锌，搅拌至均匀后加入Fe、Ce溶液，用电子搅拌器搅拌30min后继续在锅炉中加热处理，得到纯氧化锌和掺杂后的氧化锌材料。通过SEM、XRD、TEM等分析手段研究了其物理化学性质，并利用甲基橙溶液和亚甲基蓝溶液作为模型污染物研究了其光催化降解性能。
实验结果
SEM分析结果表明，经过单复合掺杂后的纳米氧化锌晶粒均匀分布，并且晶粒尺寸明显小于纯氧化锌。XRD分析结果表明，纳米氧化锌的结晶度较高，此外Fe、Ce的掺杂不会破坏氧化锌的晶体结构。TEM分析结果表明，Fe、Ce单复合掺杂氧化锌粉末表现出较好的分散性。光催化实验结果表明，单复合掺杂后的纳米氧化锌粉末对污染物的降解率显著增加，此外，复合掺杂的效果比单元素掺杂要更好。
结论
本实验通过溶胶-凝胶法制备了Fe、Ce单复合掺杂纳米氧化锌粉末，并利用甲基橙和亚甲基蓝作为模型污染物考察了其光催化降解性能。实验结果表明，单复合掺杂纳米氧化锌粉末与纯氧化锌相比，具有更小的晶粒尺寸和更高的结晶度，并表现出对模型污染物更好的光催化降解性能。该研究对于纳米氧化锌的光催化应用和污染物降解具有一定的参考价值。
参考文献
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