金纳米粒子和ZnO形貌对掺杂ZnO/TiO2薄膜光催化性能的影响

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sylviawan
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本论文采用水热法合成ZnO纳米结构并探索了不同Zn2+浓度、不同生长时间、不同的ZnO晶核层厚度及不同电解质pH条件下纳米结构的差异,并在此基础上研究了金掺杂的ZnO/TiO2纳米复合膜的光催化性能。金掺杂的ZnO/TiO2纳米复合膜的制备方法是用水热法在旋涂溶胶凝胶法制备的二氧化钛晶核层上生长ZnO纳米结构,并通过在水热溶液中加入纳米金的方式来实现金纳米颗粒的掺杂。研究发现,有微米级氧化锌块的掺金ZnO/TiO2(AuZ/T)对模拟日光下的甲基橙展现出最优的光催化性能,其降解速率常数Kapp为1.31,大约比ZnO/TiO2纳米复合材料高20%,比ZnO高3倍。二氧化钛晶核层和水热时间对ZnO纳米结构的形貌有非常重要的影响,正如瞬态光致发光(PL)衰减动力学所证明的,这对其内部的ZnO/TiO2异质结的形成和电荷转移起到了重要的作用。纳米金的掺杂不仅促进了ZnO结晶度的变化,降低了ZnO的禁带宽度(Eg),而且金属-半导体之间产生的肖特基异质结有利于纳米复合材料中的电荷转移和光生电子空穴对的分离,这通过显著的光致发光抑制效应得以证实。正文详细讨论了纳米金和ZnO形貌对促进光催化机制的影响。
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