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近年来研究发现由于纳米级氧化锌的直接带隙宽禁带半导体(3.37eV)和大约~60meV的激子束缚能,所以在提供电子、光子方面有着重大的意义,这能够使氧化锌在制陶业、压电式转换器、光学涂层、高速显示设备、气体传感器、压敏电阻、光催化剂、光电池方面有着潜在的应用。特别氧化锌在光催化领域的应用日益增长,主要是由于它的物理化学的稳定性、强氧化能力、低成本、易制得这些优点在众多半导体材料中脱颖而出。在光激发条件下,产生的电子空穴对容易复合使量子效率下降,并且由于ZnO只对紫外光有显著的响应,从而限制了它在光催化领域的应用。合成ZnO复合纳米材料有望抑制光生载流子复合,从而提高材料的光催化活性。基于以上分析,本文以氧化锌为研究主线,以光催化性能为研究内容,通过合成不同的复合材料和对其光催化性能分别进行性能测试,具体内容如下:1、一步法合成氧化锌/银/石墨烯复合材料,以氧化石墨烯的水溶液为溶剂,向其中加入配好的硫酸锌、氢氧化钠、硝酸银、抗坏血酸(还原氧化石墨烯和硝酸银),从而生成的氧化锌颗粒和银颗粒和银修饰过后的氧化锌分散在石墨烯基底上。同时,对硝酸银的量,石墨烯的量分别进行了研究再进行光降解实验,发现硝酸银,氧化石墨烯的用量都有一个最优值,不同的用量使光生电子同光生空穴的复合程度不同,也就从而导致了不同的降解速率。另外,ZnO在受到光激发后光生电子可以迁移到表面银颗粒上或单独的银颗粒上和石墨烯基底上引起光生载流子有效分离,从而提高了氧化锌的光催化效率。2、二步合成氧化锌/硫化镉复合结构,首先采用水热法合成由片组成的球状氧化锌,通过加入氯化镉,在氧化锌的片上形成镉源,再加入硫脲利用超声化学法最后在片上生成硫化镉颗粒,通过加入不同量的的氯化镉和硫脲,生成不同量的硫化镉颗粒,从而使硫化镉在氧化锌的片球上的负载量不同再进行光降解实验。借助ZnO与CdS的能级结构特点,通过复合后的能带交叠拓宽了其吸收范围。另外ZnO与CdS结构上的差异容易导致周围环境发生变化,使得表面缺陷增多,从而使光催化的活性面积和活性位点增多。上述两种因素共同作用使ZnO的光催化性能得以提高。3、本实验就是通过利用水热法,通过加入表面活性剂,控制反应时间的不同,制备出不同形貌的氧化锌晶体。就目前而言,ZnO在生长的过程中有一个共同的特点,就是沿着[0001]轴生长,暴露的通常是表面能较低的晶面{01-10}v和{2-1-10},像(0001)和(10-11)等极性晶面很难裸露出来。另外,这个实验是由水—醇体系代替了传统的水—油体系,这也就提供了一种更加环保的良性的实验方法。