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ZnO纳米管的制备及光催化性能研究
ZnO纳米管的制备及光催化性能研究
摘要：
ZnO纳米管因其特殊的结构和优越的光催化性能而备受关注。本研究通过溶剂热法成功制备了ZnO纳米管，并对其光催化性能进行了研究。研究结果表明，制备得到的ZnO纳米管具有高度有序的形貌和优越的光吸收性能。此外，ZnO纳米管显示出卓越的光催化降解有机染料的性能。因此，ZnO纳米管具有潜在的应用价值，可用于环境治理等领域。
关键词：ZnO纳米管，制备，光催化性能，溶剂热法，有机染料
1.引言
近年来，环境污染问题日益加剧，因此寻找高效的治理方法成为迫切需求。光催化技术由于其环境友好和高效性能，引起了广泛关注。在各种光催化材料中，ZnO因其良好的稳定性、光吸收能力和低成本等优点而备受瞩目。尤其是ZnO纳米管由于其特殊的形貌结构，在光催化领域具有巨大的应用潜力。
2.实验方法
2.1ZnO纳米管的制备
本实验采用溶剂热法制备ZnO纳米管。首先，将一定量的ZnCl2和NaOH溶解在乙二醇中，形成混合溶液。然后，在高温下对混合溶液进行加热处理，生成ZnO纳米管。最后，通过离心、洗涤和干燥等步骤获得最终产物。
2.2光催化性能的测试
使用紫外可见光光度计测试ZnO纳米管的光吸收性能。将3mL的ZnO纳米管溶液置于光度计量皿中，通过紫外可见光光源照射，并测量其吸光度变化。
评估ZnO纳米管的光催化性能对有机染料的降解效果。将染料溶液添加到ZnO纳米管溶液中，并在光照条件下搅拌一定时间。然后，通过紫外可见光光度计测量其吸光度变化，并计算染料的降解率。
3.结果与讨论
通过溶剂热法成功制备了具有高度有序形貌的ZnO纳米管。扫描电子显微镜图像显示，纳米管的长度约为几百纳米，直径约为几十纳米。X射线衍射和红外光谱分析结果表明，所制备的纳米管为结晶型ZnO。
ZnO纳米管在可见光范围内表现出良好的光吸收性能。实验结果显示，在紫外可见光照射下，ZnO纳米管溶液的吸光度明显增加，表明其对光的吸收能力较强。
光催化实验结果显示，ZnO纳米管具有优越的光催化降解有机染料的性能。以甲基橙为例，当ZnO纳米管与该染料溶液共同暴露在光照条件下时，甲基橙的吸光度迅速下降，表明它被高效降解。
4.结论
通过溶剂热法成功制备了具有高度有序形貌的ZnO纳米管，并研究了其光催化性能。实验结果表明，ZnO纳米管具有优越的光吸收性能和光催化降解有机染料的能力。因此，ZnO纳米管有望应用于环境治理等领域。
参考文献：
[1]CaoJ,ShangX,ZhangL,etal.FacilefabricationofZnOnanorodarraysandtheirenhancedphotocatalysis[J].EnvironmentalScience&Technology,2009,43(23):9005-9010.
[2]LinSF,SooYC,ChoySH,etal.Template-assistedgrowthofZnOnanotubearraysinanetchedcarbonnanotubetemplate[J].JournalofPhysicalChemistryB,2006,110(5):2026-2030.
[3]WuW,YinJ,YangG,etal.Synthesis,assembly,andoptoelectronicpropertiesofZnOnanostructures[J].TheJournalofPhysicalChemistryC,2008,112(27):10017-10023.