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摘要以Na2WO4• 2H2O和HCl为原料，NaCl为辅助剂采用水热法用锌片作为基底制备氧化钨纳米阵列。并对所制备的纳米阵列采用不同的热处理温度。通过电子扫描显微镜(SEM)对样品进行表征，研究了煅烧处理温度对纳米阵列的晶体结构和微观形貌的影响。结果表明:热处理温度从300℃到450℃，所得微晶比表面积逐渐变大，结晶度增加。热处理温度为450℃的光催化性能相对较高，重复使用5次后其降解率由40%大幅降至30%。在氧化钨纳米阵列上复合CdS，CdS/WO3纳米材料的光催化性能要远远优于WO3纳米材料。CdS/ WO3纳米阵列光催化剂经400W高压汞灯辐射30nim酸性大红GR溶液的降解率达到73%，是WO3膜的1.8倍。48383
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WO3 nanorod arrays were synthesized on zinc oxide by hydrothermal method using Na2WO4•2H2O and HCl as a raw material and NaCl as an adjuvant. The nanorod arrays were treated by different calcination temperature and characterized by scanning electron microscopy( SEM). The effects of calcination temperature on product crystal structure and morphology were studied．The results show that the temperature from 300 to 450 degrees celsius, the resulting crystallite surface area gradually increased, the degree of crystallinity increased and the WO3 nanorod arrays of different calcination temperature were investigated by photocatalytic degradation of dye solutions, repetition rate of using of the sample is studied as well. It found that the photocatalytic property of WO3 nanorod arrays calcinating at 450℃ is better than others. After 5 times of repeated use, the degradation rate decreased from 40% to 30%. Compounding CdS on the nanorod array by simple precipitation method. CdS/ WO3 nano array photocatalyst by 400W high pressure mercury lamp radiation 30nim Acid Scarlet GR solution degradation rate reached 73%, WO3 film is 1.8 times.
毕业论文关键词：三氧化钨；硫化镉； 纳米材料； 光催化；水热法；简单沉淀法；
Keyword: WO3； CdS； nanorod arrays； photocatalysis； hydrothermal synthesis； simple precipitation method；
目 录
1 引言 4
2 研究现状 4
2.1 半导体纳米材料光催化作用机理及影响因素 4
2.2 WO3纳米阵列的制备方法 4
2.2.1 水热法 4
2.2.2溅射法 5
2.2.3溶胶-凝胶法 5
2.3 CdS/WO3等复合纳米阵列的制备及研究现状 5
3 研究思路及方法 6
4 实验部分 6
4.1 实验试剂 6
4.2 实验仪器 6
4.3 WO3纳米膜的制备 6
4.4不同煅烧温度的WO3纳米膜的制备 6
4.5 CdS/WO3复合纳米材料的制备 6
4.6 WO3/Ag/CdS复合纳米材料的制备 6
4.7 形貌表征 7
4.8 光催化性能测试 7
4.9 重复利用率测试 7
5 结果与讨论 7
5.1 WO3纳米膜光催化剂的形貌分析 7
5.2 不同煅烧温度的WO3纳米光催化剂的形貌分析 8
5.3 不同煅烧温度对WO3纳米光催化剂的光催化性能的影响 8
5.4 最佳煅烧温度下WO3纳米光催化剂的重复利用率分析 9
5.5 CdS/WO3复合纳米材料的形貌分析 10
5.6 CdS/WO3以及WO3/Ag/CdS复合纳米材料光催化性能分析 10
6 全文结论 11
参考文献 12
致谢 13
1 引言
近年来，纳米半导体光催化材料具有低能耗、高效率并且无二次污染等优点，进而可以有效降解污染物和处理污水，在环境污染日益严重的时代背景下扮演着非常重要的角色。但是传统的污水处理方法并不能完全消除有机污染物，在去除效果和处理效率等方面都存在着缺点，相反半导体光催化技术能够有效利用太阳能降解污水中的多种有机物，使其彻底并快速氧化从而达到理想的处理效果，是很有应用前景的技术方法。目前研究较多的半导体材料是氧化钛和氧化锌，由于氧化钛作为宽带材料其禁带宽度为3.2ev，因此利用吸收太阳光紫外光的比例较低，使用前景受限。与之相比，氧化钨具有较小的禁带宽度和更大的光吸收范围，能更加优秀地利用太阳辐射一半的可见光，其在物理和化学方面具有优良的性质如气体敏感性[1]、电变色性[2]、光催化性[3]等。并且纳米级别的氧化钨材料与常规尺寸材料相比其量子尺寸效应[4]以及宏观量子隧道效应[5]更为显著。然而组成单一的材料其性能相对来说也会单一。因此复合不同的结构与组成的半导体纳米材料以提高光催化剂的光催化能力。
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