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氧化锆(ZrO2)作为一种新型功能材料,已广泛应用于氧探测仪、燃料电池、催化及环保领域。随着ZrO2应用领域的不断扩大,制备不同形貌的ZrO2粉体已成为氧化锆合成的重点课题之一。近年来,氧化锆光催化降解工业染料已成为研究热点,但ZrO2形貌对其光催化性能影响的系统研究尚不完善。因此,深入理解氧化锆的形貌与其光催化性能的关系是十分必要的。本文采用水热法,以ZrOCl2·8H2O为锆源,以NH4F、H3BO3、NaBF4为矿化剂制备多形貌、单分散氧化锆微纳米粉体,分析矿化剂的种类和浓度对氧化锆的形貌及发光性、光催化性能的影响,并通过调整工艺参数,探究不同形貌粉体的生长过程。主要研究结果如下:(1)采用200℃、12h的水热工艺,以不同浓度NH4F为矿化剂合成ZrO2粉体的研究发现:随着矿化剂浓度的增加,氧化锆粉体的相结构由四方相向单斜相相变的趋势增大,并且形貌由圆球状逐渐转变为纺锤状。在金卤灯的光照下,NH4F浓度为0.015mol/L时,氧化锆的光催化性能最佳,60min内能使甲基橙溶液的脱色率达约91%左右;(2)采用200℃、12h的水热工艺,以不同浓度H3BO3为矿化剂合成ZrO2粉体的研究发现:氧化锆的相结构均为单斜相,且形貌呈四方状的颗粒聚集体。氧化锆对甲基橙溶液的吸附行为符合Largergen拟二级动力学模型,20min内12mg的氧化锆粉体能使甲基橙溶液的脱色率达64%。氧化锆对甲基橙溶液的光催化行为符合一级动力学方程,在金卤灯的光照下,H3BO3浓度为0.03mol/L时,氧化锆的光催化性能最佳,60min能使甲基橙溶液的脱色率达71%;(3)采用200℃、12h的水热工艺,以不同浓度NaBF4为矿化剂合成ZrO2粉体的实验发现:氧化锆均为单斜相结构,随着矿化剂浓度的增加,氧化锆的形貌经历了由球状到长柱状再到纺锤状最后到圆片状,氧化锆的长径比先增大后减小。在金卤灯的光照下,NaBF4浓度为0.01mol/L时,氧化锆的光催化性能最佳,60min内甲基橙的脱色率达到86%;(4)系统研究了以NaBF4为矿化剂,水热条件下,不同形貌氧化锆粉体的生长过程,发现:ZrO2粉体的生长过程不满足传统Ostwald熟化过程,更符合取向连生与配向附生的生长方式。粉体的生长随矿化剂的增加,晶体由近立方体先沿c轴(00l)方向快速生长,变为长柱状;然后c轴生长受到抑制,改沿b轴(010)方向生长,变为纺锤状;最后沿(011)方向生长,转变为圆片状。