Au-ZnO棒状异质结光催化降解性能研究
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摘要
光催化氧化技术被认为是解决环境污染问题的最具有应用前景的技术之一。在光催化技术常用的半导体中,ZnO低廉的制备成本,较低的生长和晶化温度及多样形貌和结构,引起越来越多的关注。目前,单纯的ZnO催化剂在实际应用中还存在两个亟待解决的问题:第一,太阳能的利用效率低;第二,半导体载流子复合率高,光量子效率低。因此,开发和研究可见光响应的光催化材料,提高太阳光的利用效率,从而推进光催化材料的应用具有重要意义。利用贵金属修饰半导体,贵金属在可见光区强的表面等离子体共振效应可以拓展其可见光吸收,且贵金属较低的费米能级以及半导体一维棒状结构的快速传导电荷的能力,能促进光生电子和空穴的分离,从而提高光催化的效率[1]。本文制备了Au-ZnO棒状异质结纳米材料[2],并研究了其在可见光下降解农药分子(百菌清等)及不同染料方面的应用。同时系统研究了Au-ZnO棒状异质结中的贵金属的负载量以及粒径尺寸对光催化活性的影响,并进行了详细的机理分析。
Photocatalytic oxidation is a promising method to degrade organic pollutants for environmental purification. However, the photocatalytic efficiency of pure ZnO under solar light is still low, mainly due to fast recombination of photogenerated electron-hole pairs and inability to utilize visible light owing to its large band gap. Fortunately, noble metal nanoparticles can shift the absorption to the visible wavelength range and exploit more solar energy. In this report, we have manipulated the photocatalytic activity of Au-ZnO hybrid nanomaterials by varying the size and deposition amount of the Au nanospheres to optimize their photocatalytic degradation performance on various organic dyes and pesticide molecules.
引文
[1]Jiang,R.;Li,B.;Fang,C.;Wang,J.Adv.Mater.2014,26:5274.
    [2]Sun,H.;He,J.;Wang,J.;Zhang,S.;Liu,C.;Sritharan,T.;Mhaisalkar,S.;Han,M.;Wang,D.;Chen,H.J.Am.Chem.Soc.2013,135:9099.

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