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1、新型纳米氧化锌的制备及其光催化降解印染废水的研究,闫婷 200915100219,印染废水具有组成复杂、色度高、生物难降解、物质浓度高等特点,目前采用的化学絮凝法、活性污泥法以及生物膜法等处理方法难以达到令人满意的效果. 近年来,利用半导体纳米材料多相光催化氧化以消除环境中各种污染物的日益增多。目前多采用半导体氧化物及其复合氧化物为光催化剂,如TiO2 ,ZnO, ZnO /TiO2等. 其中ZnO是一种重要的工业原料,它广泛应用于涂料、橡胶、陶瓷、玻璃等多种工业品以及化妆品和药物的生产加工中. 除此之外,纳米ZnO还具有光催化性能,在环境污染治理方面扮演极其重要的角色。,催化剂的制备方法,1
2、. 液相化学制备技术 2. 气相化学制备技术 3. 固相反应制备技术 4. 超重力制备技术 5. 超临界流体干燥制备技术 6. 电化学制备技术,液相化学制备技术,1化学沉淀法 2溶胶-凝胶法,化学沉淀法,1.直接化学沉淀法 例：乙酸锌溶液 滴加草酸 草酸锌沉淀 烘干 草酸锌粉末 箱式电阻炉中反应 氧化锌晶体 优点：条件易于控制，操作简单，适于大批量制备粉体材料。 缺点：副产物离子的洗涤困难，产物粒径分布较宽，干燥过程中粒子易于团聚。,化学沉淀法,2.均匀沉淀法 例：硫酸锌尿素 连续微波加热纳米氧化锌（粒径为830nm ） 特点：避免了直接沉淀法中的局部过浓，从而大大降低沉淀反应的过饱和度。,溶
3、胶-凝胶法,例：六水合硝酸锌柠檬酸 去离子水中加热搅拌 溶胶升温加热搅拌 凝胶 箱式电阻炉加热 前驱体粉末 热处理纳米氧化锌。 特点：合成的粉体纯度高，化学成分均匀，颗粒度小且分布范围窄。溶胶-凝胶质量受溶液的pH值、浓度、反应时间及温度是影响。,纳米氧化锌光催化反应机理,纳米微粒由于尺寸小,故比表面积大. 表面的键态和电子态与颗粒内部不同. 表面原子配位不全等因素导致表面的活性位置增加,且随着粒径的减小,表面光滑程度下降,形成了凸凹不平的原子台阶,这就增加了纳米材料的吸附性和化学反应的接触面. 另外,纳米ZnO由于量子尺寸效应,其导带能级变成分裂能级,能隙变宽,因此纳米氧化锌受到紫外光的辐射
4、后,处于价带的电子就被激发到导带,价带便生成空穴( h+ ).空穴本身是强氧化剂,它将吸附在ZnO颗粒表面的OH- 和H2O分子氧化,生成HO自由基,缔合在Zn2 +表面的HO为强氧化剂,可以氧化相邻的有机物,而且可以扩散到液相中氧化有机物,把各种有机物通过一系列的氧化过程,最终氧化成CO2 ,从而完成对有机物的降解.,活性染料的光催化降解的影响因素,1催化剂用量对染料降解率的影响 2光照对催化剂活性的影响,催化剂用量及对染料降解率的影响(光照2h),1催化剂用量对染料降解率的影响 结论 减小粒径和增大粒子的比表面积对提高其光催化活性是有利的 过多的催化剂对光有遮蔽作用,影响了光催化降解的效果,光照对染料降解率的影响(催化剂用量150mg),2光照对催化剂活性的影响 结论 仅有光照或是仅有催化剂时均不能达到理想的降解效果,而两者同时存在时,催化剂对两种活性染料的降解效果非常好. 这说明光照能提高催化剂光催化活性. 在光催化过程中,光照和催化剂二者缺一不可.,纳米氧化锌的其他应用,1.橡胶工业中的应用 2.国防工业中的应用 3.纺织工业中的应用 4.涂料防腐中的应用 5.生物医学中的应用,谢谢！,
