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【6h】

ZnO及MoS2/ZnO纳米材料的制备及光催化活性研究

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目录

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第一章 文献综述

1. 1 引言

1. 2 纳米材料简介

1. 2. 1 纳米材料的基本效应

1. 2. 2 纳米材料的奇特性质[5 ]

1. 2. 3 纳米材料的制备

1. 3 纳米材料的应用

1. 3. 1 在催化方面的应用

1. 3. 2 在医学方面的应用

1. 3. 3 在环境保护方面的应用

1. 4本课题的研究背景

1. 4. 1 纳米ZnO简介

1. 4. 2 纳米Mo S2简介

1. 4. 3本课题研究内容及意义

第二章 不同形貌ZnO的制备及在光催化中的应用

2. 1 引言

2. 2实验部分

2. 2. 1实验材料

2. 2. 2不同形貌ZnO 的制备

2. 2. 3 分析与表征

2. 3 结果与讨论

2. 3. 1 不同条件下ZnO形貌表征

2. 3. 2 不同形貌的ZnO的漫反射UV–vis结果分析

2.3.3光致发光光谱(PL)结果分析

2. 3. 4 光催化性能研究

2. 4 本章小结

第三章 MoS2/ZnO 纳米复合物的制备及在苄基卤化物的有氧氧化中的应用

3. 1 引言

3. 2 实验部分

3. 2. 1 实验材料

3. 2. 2 Mo S 2/ZnO纳米复合物的制备

3. 2. 3 Mo S 2/ZnO纳米复合物用于苄基卤化物的有氧氧化

3. 2. 4分析与表征

3. 3 结果与讨论

3. 3. 1 催化剂的形貌表征

3.3.2 XRD结果分析

3.3.3 XPS结果分析

3. 3. 4 光致发光光谱(P L)结果分析

3. 3. 5 漫反射UV–vis结果分析

3. 3. 6 催化性能研究

3. 4本章小结

第四章 结论与展望

4. 1 结论

4. 2 展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢

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摘要

光催化技术是一种将太阳能转化为化学能的颇具前景的技术,符合绿色、环保、可持续发展的理念。为了提高能量转化的效率,当务之急是寻找能有效催化特定反应的催化剂。传统的光催化剂存在诸多弊端,例如成本高、电子-空穴易发生复合、吸光度较差等,而纳米材料的兴起为我们提供了有效的解决途径。结合纳米材料本身的特点,本文将纳米ZnO材料和二维的纳米MoS2应用于光催化领域,作为宽价带的半导体,ZnO具有低成本、性质稳定、形貌可控等特点,而作为过渡金属二硫化物的重要成员的MoS2具有二维纳米材料及半导体材料的诸多优势,将以上两种材料应用于光催化领域,可以有效克服光催化剂存在的弊端,获得较好的催化效果。
  本文的重要研究成果总结如下:
  (1)利用水热合成法,通过改变反应体系的温度、反应时间、溶液配比等条件,制备出ZnO纳米颗粒、ZnO纳米片以及ZnO纳米棒三种不同形貌的ZnO纳米材料。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、漫反射紫外-可见分光光度计以及稳态、瞬态、荧光及红外荧光综合测试系统对样品的形貌、吸光度以及电子-空穴复合率进行测试,以便对其光催化性能做出科学分析。
  将不同形貌的 ZnO纳米材料应用于亚甲基蓝的降解实验中,并对他们的催化性能进行比较。实验结果表明:ZnO纳米颗粒表现出较好的催化活性,这是由于 ZnO纳米颗粒具有较低的电子-空穴复合率,且具有较大的比表面积,能够提供更多的反应活性位,因此获得较好的催化效果。
  (2)利用化学剥离法制备单层MoS2纳米片,以Zn(C H3COO)2和NaOH作为生成ZnO纳米颗粒的原料,利用水热法在单层MoS2纳米片的表面原位生长生成ZnO纳米颗粒,制备出MoS2/ZnO纳米复合物。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱、漫反射紫外-可见分光光度计等对样品的形貌、结构、表面元素化学状态、吸光度等性质进行一系列的表征。
  将该复合物应用于苄基卤化物的有氧光氧化反应,最高的收率和选择性可分别达到60%和81%。说明其在该光氧化有机合成反应中具有较好的催化效果。

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