环境化学

  • 马磊,李新勇,王玉新,邹龙江,陈国华.低温湿式化学法制备ZnO纳米棒阵列膜及其光催化活性研究[J].环境科学学报,2007,27(9):1491-1496

  • 低温湿式化学法制备ZnO纳米棒阵列膜及其光催化活性研究
  • Preparation and photocatalytic properties of ZnO nanorod array films produced by a low-temperature wet-chemical method
  • 基金项目:国家自然科学基金(No.20677007,20337020);辽宁省科技基金(No.20022142)
  • 作者
  • 单位
  • 马磊
  • 大连理工大学环境与生命学院工业生态与环境工程教育部重点实验室 大连 116023
  • 李新勇
  • 大连理工大学环境与生命学院工业生态与环境工程教育部重点实验室 大连 116023
  • 王玉新
  • 大连理工大学环境与生命学院工业生态与环境工程教育部重点实验室 大连 116023
  • 邹龙江
  • 大连理工大学环境与生命学院工业生态与环境工程教育部重点实验室 大连 116023
  • 陈国华
  • 香港科技大学化工系 香港
  • 摘要:采用一种简单的低温湿式化学方法,即将预处理好的锌片直接放入5%甲酰胺水溶液中,在65℃烘箱中加热24h,在锌片基底上成功制备出了大面积具有良好取向的ZnO纳米棒阵列.用XRD、SEM、DRS、PL等测试手段对其进行了表征.研究结果表明,ZnO纳米棒是六方钎锌矿晶,与基底垂直,具有沿(002)晶面择优生长的特征.另外,该阵列薄膜在379nm附近发出强荧光,禁带宽度为Eg=3.28eV.以自镇流高压汞灯为光源、以ZnO纳米棒为催化剂处理水中的甲基橙.结果显示,ZnO纳米棒的光催化反应为一级反应,表观速率常数与甲基橙的初始浓度有关.
  • Abstract:ZnO films made of nanorod arrays with(002) crystal face orientation were prepared by a low-temperature wet-chemical method on a zinc metal substrate.X-ray diffraction(XRD),Scanning Electron Microscopy(SEM),UV-vis diffuse reflection and Photoluminescence(PL) were used to characterize the ZnO nanorod arrays.Photo-degradation of methyl orange in aqueous solution was investigated using the ZnO nanorods as a photocatalyst and a fluorescent high pressure mercury lamp as the light source.The results show that the ZnO nanorods are hexagonal wurtzite structures with highly oriented ZnO(002) crystal faces,which indicates that the as-prepared films were highly c-axis oriented.The room temperature photoluminescence of the as-prepared ZnO films exhibits a strong UV emission centered on 379 nm and a weak emission at about 450 nm.The photocatalytic reaction follows first-order reaction kinetics and the apparent rate constant is related to the initial concentration of methyl orange.

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