第28卷　第4期材　料　科　学　与　工　程　学　报总第126期文章编号:167322812(2010)0420605204

掺铁纳米氧化锌的制备及其光催化性能

刘翠萍

(天津城市建设学院材料系基础化学教研室,天津　300384)

　　【摘　要】　采用共沉淀法制备了纯纳米ZnO和掺铁纳米ZnO,并用X射线衍射光谱进行了表征。

用紫外灯作为光源,甲基橙溶液为光催化反应模型降解物,研究了ZnO及掺铁ZnO的光催化性能,并考察了前驱体焙烧温度、铁掺杂量、底物浓度、光照时间以及pH对降解率的影响。结果表明,掺杂铁离子提高了ZnO的光催化活性,400℃热处理的掺杂铁0.5%(质量比)的ZnO的光催化性能最好;当甲基橙初始浓度为5mg/L,光照时间3h,掺杂铁0.5%(质量比)的ZnO粉末对甲基橙的降解率达到84%;掺铁纳米ZnO在弱酸性条件下的催化效果比碱性条件下更好。

【关键词】　共沉淀法;氧化锌;甲基橙;光催化降解;铁掺杂中图分类号:TB383　　　　文献标识码:A

PreparationandandFe2dopedZnO

LIUCui2ping

(DepartmentEngineering,InstituteofTianjinUrbanConstruction,Tianjin　300384,China)

【Abstract】　PureZnOanddifferentFe2dopedZnOnanoparticleswerepreparedbydirectprecipitation

methodwithZnSO4,NH4HCO3andFe2(SO4)3 7H2Oastherawmaterials.ThestructureswerecharacterizedbyX2raydiffractometry.ThephotocatalyticperformanceofdifferentFe2ZnOsampleswasstudiedusinganultravioletlampasilluminationdeviceandmethylorangeasstimulantpollutant.Theeffectsofcalciningtemperatureofdifferentprecursors,initialmethylorangeconcentrations,dopingamountsofFeandpHvaluesonthedegradationrateofmethylorangewereinvestigated.Itisfoundthatinthedopedsamples(Fe2dopingrangeof0.5%～7.5%)at400℃,0.5%Fe2ZnOisthemostactive.Thedegradationrateofmethylorangecanreachto84%byinitialmethylorangeconcentration0.5mg/lin3h.ThesuitableconditionofpHisweakacidity.

【Keywords】　directprecipitationmethod;zincoxide;methylorange;photocatalyticdegradation;Fe2dopedZnO

紫外光的照射下纳米ZnO有光催化剂的作用。纳米ZnO具有一定的光催化活性,价格低廉,在光催化领域具有十分广阔的应用前景。

为了提高ZnO的光催化性能,可对ZnO进行改性[1]。王智宇[2]等掺杂不同浓度镧的ZnO粉末,XRD结果表明,La3+以La2O3的形式均匀地分散在ZnO粉末颗粒中,掺杂镧的ZnO颗粒比纯ZnO颗粒小很多,粒径随着镧掺杂量的增加而变小,当镧的掺杂量达到

1　前　言

半导体光催化技术是一种新型的现代水处理技术,具有效率高、能耗低、反应条件温和、适用范围广和

减少二次污染等优点。随着人们对半导体材料光催化性能研究的深入,发现纳米ZnO作为功能材料也具有优异的光催化性能,其体相材料的禁带宽度为3.2eV,

收稿日期:2009209228;修订日期:2010201204

作者简介:刘翠萍,女,讲师,E2mail:liucuipingcamellia@126.com。