钆掺杂对氧化锌结构及其光催化性的影响

摘要

本实验主要研究了掺杂不同浓度的稀有金属钆在不同条件下对纳米ZnO半导体材料结构以及光催化性能的影响。为提高氧化锌的光催化活性,采用沉淀-焙烧共和的方法制成了几组掺杂型催化剂。以七水合硫酸锌和氢氧化钠为原材料,掺杂元素为稀有金属钆,掺杂质量比分别为0%,1%,2%以及4%,并且在不同温度下进行焙烧。通过对比在汞灯模拟的紫外光照射下其对亚甲基蓝的降解脱色程度考查掺杂不同比例的钆以及温度对于氧化锌光催化性的影响。用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)表征制得的催化剂,剖析得钆掺杂和温度对内部构造的改变。然后进行单因素实验,讨论p H值、溶液温度、催化剂用量和溶液初始浓度对降解率的影响。结果表明:在600℃下焙烧的氧化锌,且钆的质量分数为1%,粒子分散度最高,对亚甲基蓝的降解率最优异,为97.73%;并且当亚甲基蓝p H值为5,温度为室温,初始质量浓度为5 mg/L,催化剂投加量为100 mg时降解效果最好。