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单壁碳纳米管显著增强的ZnO可见光催化活性

         

摘要

Nanocomposite ZnO/SWNTs of zinc oxide (ZnO) and single-walled carbon nanotubes (SWNTs) were fabricated by a sol-gel method using Zn(CH3COO)2·2H2O as raw material. The samples were characterized by X-ray diffraction spectroscopy, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, thermogravimetric analysis, Fourier transformed infrared spectroscopy and ultraviolet-visible spectroscopy. The results show that ZnO nanoparticles with the size of about 10- 20 nm are closely deposited on the sidewalls of SWNTs and the nanocomposite presents enhanced absorption ability in the visible region. The composite exhibits a dramatically improved photocatalytic activity to decompose methyl orange and methylene blue in aqueous solutions under natural light. The photodegradation rate for methyl orange is 99.8% after 200 min, which is about 20 times that of pure ZnO (4.8%). For methylene blue, the degradation rate reaches 98.4% after 20 n min, which is about 25 times that of pure ZnO (4.0%).%利用醋酸锌为原料,采用溶胶-凝胶法制备了单壁碳纳米管(SWMTs)和氧化锌的纳米复合物(ZnO/SWNTs)。用X射线衍射光谱(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TGA)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)以及紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)对复合物进行了表征。结果显示,粒径为10~20 nm的ZnO粒子均匀地负载在SWNTs表面,且在可见光区具有很好的光吸收性能。研究了ZnO/SWNTs光催化剂在太阳光照射下对甲基橙和亚甲基蓝的光催化降解情况。结果表明,复合物的催化活性明显高于ZnO。对于甲基橙,光照200 min后,降解率为99.8%,是纯ZnO(4.8%)的20倍;对于亚甲基蓝,仅光照20 min,降解率就达到了98.4%,是纯ZnO(4.0%)的25倍。

著录项

  • 来源
    《化工学报》 |2014年第7期|2855-2860|共6页
  • 作者单位

    廊坊师范学院化学与材料科学学院;

    河北廊坊 065000;

    南开大学化学学院高分子所;

    天津化学化工协同创新中心;

    天津 300071;

    南开大学化学学院高分子所;

    天津化学化工协同创新中心;

    天津 300071;

    廊坊师范学院化学与材料科学学院;

    河北廊坊 065000;

    廊坊师范学院化学与材料科学学院;

    河北廊坊 065000;

    南开大学化学学院高分子所;

    天津化学化工协同创新中心;

    天津 300071;

    南开大学化学学院高分子所;

    天津化学化工协同创新中心;

    天津 300071;

  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类 化学动力学、催化作用;废水的处理与利用;
  • 关键词

    碳纳米管; ZnO; 复合材料; 催化; 降解;

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