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毕业论文课题相关文献综述
一、研究背景和目的
氧化锌(ZnO)是具有直接带隙、禁带很宽的半导体物质[1]。由于具有相对较宽的禁带宽度，较高的光学透过率，大的激子束缚能等独特性质[2-4]，而成为重要的功能材料。ZnO作为半导体光催化剂，具有无毒性、高效性和低成本等优点得到广泛研究。但是ZnO禁带宽度较宽，仅能吸收紫外光，而且光生电子和空穴较容易复合，不能满足工业应用要求。大量研究证明，掺杂能够有效改变光催化剂的比表面积、颗粒大小和光催化活性等性质，掺杂合适的金属或非金属离子不仅能提高催化剂的光催化效率，而且有可能使催化剂对光的吸收范围扩展到可见光区。
本课题将尝试将C、P、N、B等非金属掺杂入ZnO粉体中，采用XRD、SEM、ICP等测试其微结构及成分，并在亚甲基蓝降解反应中测试其光催化活性。
二、纳米氧化锌的制备方法
1.燃烧合成法
燃烧法是将两种反应物溶液混合后经过加热和蒸发得到胶状物，继续加热，胶状物体系局部温度达到着火点开始燃烧，从而得到产物[5]。燃烧合成法的优点是简单、产率高、产品质量好[6],成本低。
周忠诚等[7]以硝酸锌为锌源和氧化剂，以尿素或三羟甲基氨基甲烷为燃料，通过燃烧合成的方法来制备纳米氧化锌。称取适量硝酸锌和燃料，放入研钵中充分研磨得到混合均匀的浆料状混合物。将浆料物在鼓风干燥箱中于100℃干燥4h，再在真空干燥箱中经100℃干燥2h得到先驱物。取出先驱物转移至燃烧皿中，用电炉加热几分钟便立刻发生剧烈的燃烧反应，得到泡沫状ZnO粉末。
2.水热合成法
水热法是制备一维纳米材料的方法，其过程一般是将沉淀剂和可溶性锌盐及适当的表面活性剂放置在高压反应釜中，于一定温度下进行水热合成反应以获得所需的纳米材料。该方法制备的材料具有结晶度高，晶型好的特点，晶体的生长速率和晶体粒度容易控制[8]。
王艳香等[9]采用碱式碳酸锌作为前驱体,水为水热介质制得氧化锌纳米棒。水热法优点是产物纯度高、分散性好、晶型好、尺寸大小可控。缺点是对设备要求高、操作复杂、能耗较大、成本较高[10]。
3.直接沉淀法
直接沉淀法是指在可溶性锌盐溶液中加入沉淀剂，形成氢氧化锌或不溶性锌盐，经过滤、洗涤后，加热分解即可得到氧化锌。该法的优点是操作简单易行，对设备技术要求低，产品纯度高，成本较低等。缺点是副产物离子洗涤困难，干燥过程中粒子易聚集，产物粒径分布较宽[11]。
李栋梁等[12]以氯化锌为原料、氢氧化纳为沉淀剂来制备纳米ZnO。其原理如下：
沉淀反应：ZnCl2 2NaOH=Zn(OH)2↓ 2NaCl
热处理：Zn(OH)2=ZnO(s) H2O↑
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