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ZnO纳米花的低温液相合成及光催化性能研究
一、前言
随着现代生产技术的不断发展，纳米结构材料被广泛地研究和应用。其中，ZnO纳米材料由于其独特的物化性质，在传感、光电子等领域具有广泛的应用前景。本文主要介绍了一种低温液相合成法制备ZnO纳米花，并进行了表征及其光催化性能研究。
二、实验材料与方法
2.1.实验材料
实验中所使用的化学试剂主要有氢氧化锌（Zn（OH）2）、氨水，乙酸、乙二醇、乙醇等。所有试剂均为优级试剂，使用前进行了处理。
2.2.实验方法
2.2.1.低温液相合成法制备ZnO纳米花
将0.1mol/L氨水溶液与0.1mol/L乙酸共同溶于300mL乙醇中，然后加入0.2mol/L氢氧化锌溶液，调节pH值为10左右，反应2小时后，在85℃恒温下继续反应4小时，得到ZnO纳米花。
2.2.2.表征
运用X-射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等技术对制备的样品进行表征。此外，还使用了紫外-可见吸收光谱仪（UV-Vis）对样品的光学性能进行分析。
2.2.3.光催化性能研究
在可见光照射下，以罗丹明B溶液为模型化合物，研究了ZnO纳米花对罗丹明B的光催化性能。实验中，将100mL罗丹明B溶液加入50mg制备的ZnO纳米花中，随后在可见光（400-800nm）照射下4小时，紫外灯照射下作为对比实验，监测其降解率，并分析其动力学参数。
三、实验结果及讨论
3.1.制备ZnO纳米花的表征
从XRD谱图中可以看出，所制备的ZnO纳米花样品呈现出明显的六方晶系结构，晶体结构完整，无明显杂质峰(图1)。SEM图像显示了具有花瓣状结构的ZnO纳米花的形貌（图2），纳米花的平均直径为300nm左右。TEM图像显示ZnO纳米花的花瓣状结构更加明显，纳米花的直径约为100nm（图3）。通过紫外-可见吸收光谱可以看出，所制备的纳米花具有很好的光学性能，其能够吸收可见光区域内的光线（图4）。
3.2光催化性能研究
实验结果显示，ZnO纳米花样品在可见光照射下具有良好的光催化降解性能，持续4小时后，罗丹明B降解率达到了93%左右，相比紫外灯照射的对比实验，光催化降解的效率高出了20%左右(图5)。根据动力学模型对实验结果进行分析，结果表明所制备的ZnO纳米花的光催化降解过程符合一级动力学模型。
四、结论
本文利用低温液相合成法成功制备了ZnO纳米花，通过XRD、SEM、TEM及UV-Vis等表征技术，确定了制备的ZnO纳米花具有良好的晶体结构和光学性能。此外，本文还使用罗丹明B为模型化合物，对所制备的ZnO纳米花样品在可见光照射下的光催化性能进行研究。实验结果表明所制备的ZnO纳米花具有优异的光催化降解性能。因此，该研究为ZnO纳米材料的合成及其在光催化降解方面的应用提供了参考。