ZnO/La2O3纳米复合粉体的光催化性能研究

耿树东

摘 要：文章采用固相合成法制备了纳米ZnO/La2O3纳米复合粉体。用高压汞灯和太阳光照射降解掺有复合粉体的亚甲基蓝溶液，通过时间和降解率曲线，对其光催化活性进行分析。从而得出最佳降解条件。

关键词：氧化锌；复合粉体；光催化

引言

ZnO是一种重要的半导体材料，具有半导体催化剂的电子结构，对应于波长为387nm的紫外光。作为一种重要的光催化剂，是性能及其优异的氧化物半导体材料，近年来得到了人们广泛的研究。但是，以纯的ZnO材料作为光催化剂，其效率较低，工程应用困难。研究发现，通过掺杂可有效提高其催化效率，文章把La2O3掺入ZnO制备出纳米复合粉体，并研究其光催化性能。

1 实验部分

按化学剂量比称取一定量的Zn（NO3）2（ZnSO4、ZnCl2或Zn（CH3COO）2）、无水Na2CO3和La（CH3COO）3，分别放入研钵中研磨后，并混合均匀，再研磨20min，并用去离子水洗涤，过滤，然后放到真空干燥箱中干燥。放到马弗炉中在不同的温度下进行高温煅烧，得到目标产物。

在反应体系中掺入适量的十二烷基苯磺酸钠、乙二醇、硝酸钠和乙酸钠作为分散剂用于制备纳米ZnO/La2O3，其他过程与上述制备过程类似。

称取一定量的样品，放入具有一定浓度的有机物中，在不同的pH值和温度下，在搅拌作用下，用高压汞灯照射，每隔15分钟取一次样品，用721分光光度计测其吸光度，做出时间和降解率曲线。通过降解率曲线，找出最佳的降解条件。

同理，以太阳光作为照射源。重复上述催化降解实验。

2 光催化性能分析

图1为不同煅烧温度下得到的ZnO/La2O3粉体（La2O3的掺杂量为1.1%）紫外光催化降解亚甲基蓝的曲线。从图中可知，350℃煅烧时粉体的粒径虽然比较小，比表面积增大了，但其表面上却存在更多的复合中心，光催化效果不好。从不同曲线的对比可以看出，随着粒径的增大，光催化降解率逐渐降低。烧结温度为600℃时，由于La3+的离子半径大于Zn2+的，造成进入ZnO晶格的困难。但也正因为此原因，在界面处Zn2+可以替代稀土氧化物中的La3+，这种替代使n型半导体转化成了p型半导体，粉体的光催化活性明显减弱。当烧结温度为400℃时，高压汞灯照射90min后，从以上分析可以得出，粉体的最佳煅烧温度为400℃。

3 结束语

利用固相合成法，在硝酸锌的体系中加入适量的十二烷基苯磺酸钠分散剂，烧结温度为400℃，La2O3掺杂量为1.1%时制备的ZnO/La2O3粉体的光降解性能最好，且太阳光催化效果好于高压汞灯。

参考文献

[1]沈茹娟，贾殿赠，等.纳米氧化锌的固相合成及其气敏特性[J].无机化学学报，2000，16（6）：906-910.

[2]胡春，刘景娟，等.ZnO催化剂对苯胺光降解的研究[J].环境科学学报，1998，18（1）：81-85.

摘 要：文章采用固相合成法制备了纳米ZnO/La2O3纳米复合粉体。用高压汞灯和太阳光照射降解掺有复合粉体的亚甲基蓝溶液，通过时间和降解率曲线，对其光催化活性进行分析。从而得出最佳降解条件。

关键词：氧化锌；复合粉体；光催化

引言

ZnO是一种重要的半导体材料，具有半导体催化剂的电子结构，对应于波长为387nm的紫外光。作为一种重要的光催化剂，是性能及其优异的氧化物半导体材料，近年来得到了人们广泛的研究。但是，以纯的ZnO材料作为光催化剂，其效率较低，工程应用困难。研究发现，通过掺杂可有效提高其催化效率，文章把La2O3掺入ZnO制备出纳米复合粉体，并研究其光催化性能。

1 实验部分

按化学剂量比称取一定量的Zn（NO3）2（ZnSO4、ZnCl2或Zn（CH3COO）2）、无水Na2CO3和La（CH3COO）3，分别放入研钵中研磨后，并混合均匀，再研磨20min，并用去离子水洗涤，过滤，然后放到真空干燥箱中干燥。放到马弗炉中在不同的温度下进行高温煅烧，得到目标产物。

在反应体系中掺入适量的十二烷基苯磺酸钠、乙二醇、硝酸钠和乙酸钠作为分散剂用于制备纳米ZnO/La2O3，其他过程与上述制备过程类似。

称取一定量的样品，放入具有一定浓度的有机物中，在不同的pH值和温度下，在搅拌作用下，用高压汞灯照射，每隔15分钟取一次样品，用721分光光度计测其吸光度，做出时间和降解率曲线。通过降解率曲线，找出最佳的降解条件。

同理，以太阳光作为照射源。重复上述催化降解实验。

2 光催化性能分析

图1为不同煅烧温度下得到的ZnO/La2O3粉体（La2O3的掺杂量为1.1%）紫外光催化降解亚甲基蓝的曲线。从图中可知，350℃煅烧时粉体的粒径虽然比较小，比表面积增大了，但其表面上却存在更多的复合中心，光催化效果不好。从不同曲线的对比可以看出，随着粒径的增大，光催化降解率逐渐降低。烧结温度为600℃时，由于La3+的离子半径大于Zn2+的，造成进入ZnO晶格的困难。但也正因为此原因，在界面处Zn2+可以替代稀土氧化物中的La3+，这种替代使n型半导体转化成了p型半导体，粉体的光催化活性明显减弱。当烧结温度为400℃时，高压汞灯照射90min后，从以上分析可以得出，粉体的最佳煅烧温度为400℃。

3 结束语

利用固相合成法，在硝酸锌的体系中加入适量的十二烷基苯磺酸钠分散剂，烧结温度为400℃，La2O3掺杂量为1.1%时制备的ZnO/La2O3粉体的光降解性能最好，且太阳光催化效果好于高压汞灯。

参考文献

[1]沈茹娟，贾殿赠，等.纳米氧化锌的固相合成及其气敏特性[J].无机化学学报，2000，16（6）：906-910.

[2]胡春，刘景娟，等.ZnO催化剂对苯胺光降解的研究[J].环境科学学报，1998，18（1）：81-85.

摘 要：文章采用固相合成法制备了纳米ZnO/La2O3纳米复合粉体。用高压汞灯和太阳光照射降解掺有复合粉体的亚甲基蓝溶液，通过时间和降解率曲线，对其光催化活性进行分析。从而得出最佳降解条件。

关键词：氧化锌；复合粉体；光催化

引言

ZnO是一种重要的半导体材料，具有半导体催化剂的电子结构，对应于波长为387nm的紫外光。作为一种重要的光催化剂，是性能及其优异的氧化物半导体材料，近年来得到了人们广泛的研究。但是，以纯的ZnO材料作为光催化剂，其效率较低，工程应用困难。研究发现，通过掺杂可有效提高其催化效率，文章把La2O3掺入ZnO制备出纳米复合粉体，并研究其光催化性能。

1 实验部分

按化学剂量比称取一定量的Zn（NO3）2（ZnSO4、ZnCl2或Zn（CH3COO）2）、无水Na2CO3和La（CH3COO）3，分别放入研钵中研磨后，并混合均匀，再研磨20min，并用去离子水洗涤，过滤，然后放到真空干燥箱中干燥。放到马弗炉中在不同的温度下进行高温煅烧，得到目标产物。

在反应体系中掺入适量的十二烷基苯磺酸钠、乙二醇、硝酸钠和乙酸钠作为分散剂用于制备纳米ZnO/La2O3，其他过程与上述制备过程类似。

称取一定量的样品，放入具有一定浓度的有机物中，在不同的pH值和温度下，在搅拌作用下，用高压汞灯照射，每隔15分钟取一次样品，用721分光光度计测其吸光度，做出时间和降解率曲线。通过降解率曲线，找出最佳的降解条件。

同理，以太阳光作为照射源。重复上述催化降解实验。

2 光催化性能分析

图1为不同煅烧温度下得到的ZnO/La2O3粉体（La2O3的掺杂量为1.1%）紫外光催化降解亚甲基蓝的曲线。从图中可知，350℃煅烧时粉体的粒径虽然比较小，比表面积增大了，但其表面上却存在更多的复合中心，光催化效果不好。从不同曲线的对比可以看出，随着粒径的增大，光催化降解率逐渐降低。烧结温度为600℃时，由于La3+的离子半径大于Zn2+的，造成进入ZnO晶格的困难。但也正因为此原因，在界面处Zn2+可以替代稀土氧化物中的La3+，这种替代使n型半导体转化成了p型半导体，粉体的光催化活性明显减弱。当烧结温度为400℃时，高压汞灯照射90min后，从以上分析可以得出，粉体的最佳煅烧温度为400℃。

3 结束语

利用固相合成法，在硝酸锌的体系中加入适量的十二烷基苯磺酸钠分散剂，烧结温度为400℃，La2O3掺杂量为1.1%时制备的ZnO/La2O3粉体的光降解性能最好，且太阳光催化效果好于高压汞灯。

参考文献

[1]沈茹娟，贾殿赠，等.纳米氧化锌的固相合成及其气敏特性[J].无机化学学报，2000，16（6）：906-910.

[2]胡春，刘景娟，等.ZnO催化剂对苯胺光降解的研究[J].环境科学学报，1998，18（1）：81-85.