1、窄帶半導(dǎo)體敏化窄帶半導(dǎo)體敏化TiOTiO2 2光催化劑光催化劑及及寬帶隙氧化物和氫氧化寬帶隙氧化物和氫氧化物物寬窄寬窄敏化敏化123 帶隙帶隙l 導(dǎo)帶導(dǎo)帶的最低點(diǎn)和價(jià)帶帶的最高點(diǎn)的 能量之差。帶帶隙大于2ev的才能叫寬帶寬帶隙，硅和鍺鍺的帶帶隙都是小于2eV,屬屬于窄帶帶隙的，像氧氧化鋅鋅的帶帶隙是3.3ev，這這才是寬帶寬帶隙的半導(dǎo)導(dǎo)體l 把不易反應(yīng)應(yīng)的物質(zhì)質(zhì)用某種試劑種試劑浸泡，然后 就容易發(fā)發(fā)生反應(yīng)應(yīng)了的過(guò)過(guò)程。 一般用易與與后 面的所用試劑發(fā)試劑發(fā)生反應(yīng)應(yīng)的試劑試劑。目錄目錄寬帶隙氧化物和氫氧化物寬帶隙氧化物和氫氧化物窄帶半導(dǎo)體敏化窄帶半導(dǎo)體敏化TiO2光催化劑光催化劑1.研究背景2.

2、MVO4/TiO2(M=La，In and Bi)3.PZT/TiO2 PS/TiO21.Ga2O3 In(OH)3 InOOH2.Zn2GeO43.ZnGa2O4窄帶半導(dǎo)體敏化窄帶半導(dǎo)體敏化TiOTiO2 2光催化劑光催化劑目前，由于目前，由于TiO2TiO2具有高效、無(wú)毒、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是具有高效、無(wú)毒、價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn)，被認(rèn)為是在污染治理方面具有較好市場(chǎng)應(yīng)用前景的半導(dǎo)體光催化劑在污染治理方面具有較好市場(chǎng)應(yīng)用前景的半導(dǎo)體光催化劑之一。之一。但但TiO2TiO2光催化劑也存在很多光催化劑也存在很多不足不足，如對(duì)太陽(yáng)能利用率低，如對(duì)太陽(yáng)能利用率低，TiO2TiO2禁帶寬度較寬，從而限制了其實(shí)際應(yīng)

3、用。研究發(fā)現(xiàn)，禁帶寬度較寬，從而限制了其實(shí)際應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，將禁帶寬度小于將禁帶寬度小于TiO2TiO2的半導(dǎo)體與其復(fù)合，是拓寬吸收帶邊的半導(dǎo)體與其復(fù)合，是拓寬吸收帶邊的一種有效方法。的一種有效方法。研究背景研究背景窄帶半導(dǎo)體敏化窄帶半導(dǎo)體敏化TiOTiO2 2光催化劑光催化劑代表物質(zhì)MVO4/TiO2(M=In，La and Bi)PZT/TiO2PS/TiO2MVOMVO4 4/TiO/TiO2 2(M=La(M=La，In and Bi)In and Bi)近些年，作為一種窄帶半導(dǎo)體，LaVO4/TiO2由于具有較好的催化性能以及對(duì)可見(jiàn)光的響應(yīng)而受到廣泛關(guān)注。我們就以它作為MVO4/Ti

4、O2的代表物質(zhì)來(lái)談一談。LaVOLaVO4 4/TiO/TiO2 2采用溶膠采用溶膠- -凝膠水熱法制備凝膠水熱法制備LaVOLaVO4 4/TiO/TiO2 2納米管，納米管，TiOTiO2 2納米管納米管的制備亦然，只是不向的制備亦然，只是不向TiOTiO2 2溶膠中加入溶膠中加入LaVOLaVO4 4。圖圖 (A) 和和( B) 分別為分別為TiO2納米管以及納米管以及LaVO4/TiO2納米管樣品的納米管樣品的照片由圖可以看出，照片由圖可以看出，LaVO4/TiO2材料具有典型的管狀形材料具有典型的管狀形貌貌,LaVO4和和TiO2的復(fù)合并未影響材料的管狀結(jié)構(gòu)的復(fù)合并未影響材料的管狀結(jié)

5、構(gòu)LaVOLaVO4 4/TiO/TiO2 2如圖示出了如圖示出了LaVOLaVO4 4/TiO/TiO2 2和和TiOTiO2 2納米管的氮?dú)馕郊{米管的氮?dú)馕? =脫附曲線，其吸附等溫線脫附曲線，其吸附等溫線為為IIIIII型型. .根據(jù)根據(jù)BETBET公式計(jì)公式計(jì)算算, ,樣品的比表面積。納樣品的比表面積。納米管的比表面積為米管的比表面積為76m76m2 2/g/g，與純與純TiOTiO2 247m47m2 2/g /g 相比其相比其比表面積更大，這將有利比表面積更大，這將有利于提高于提高TiOTiO2 2的吸附性能，的吸附性能，可以使更多的物質(zhì)吸附于可以使更多的物質(zhì)吸附于TiOTiO

6、2 2的表面，增加的表面，增加 TiO TiO2 2降解的能力。降解的能力。LaVOLaVO4 4/TiO/TiO2 2納米管的孔徑主要分布在納米管的孔徑主要分布在218nm218nm（插圖（插圖) ) ，與，與TiOTiO2 2納米管相比，孔徑分布范納米管相比，孔徑分布范圍縮小。圍縮小。LaVOLaVO4 4/TiO/TiO2 2采用表面光電壓譜考察采用表面光電壓譜考察制備樣品的光學(xué)性質(zhì)。制備樣品的光學(xué)性質(zhì)。 如圖是如圖是LaVOLaVO4 4/TiO/TiO2 2納米納米管以及純管以及純TiOTiO2 2納米管的納米管的表面光電壓譜圖。從圖表面光電壓譜圖。從圖 可知，可知，LaVOLaVO

7、4 4/TiO/TiO2 2納米納米管的表面光伏響應(yīng)強(qiáng)于管的表面光伏響應(yīng)強(qiáng)于純純TiOTiO2 2納米管，表明在納米管，表明在被輻照的被輻照的LaVOLaVO4 4/TiO/TiO2 2納納米管材料中光生電荷載米管材料中光生電荷載流子的分離率更高流子的分離率更高PZT/TiOPZT/TiO2 2 PS/TiOPS/TiO2 2新型復(fù)合半導(dǎo)體 X/TiO2(X=PZT, PS)的光催化氧化性能的研究 吳清萍福州大學(xué)PZT/TiOPZT/TiO2 2 PS/TiOPS/TiO2 2目前以二氧化鈦為基礎(chǔ)的可見(jiàn)光半導(dǎo)體光催化劑仍然面臨目前以二氧化鈦為基礎(chǔ)的可見(jiàn)光半導(dǎo)體光催化劑仍然面臨光生載流子轉(zhuǎn)換效率

8、低和化學(xué)穩(wěn)定性差等重大問(wèn)題；如何光生載流子轉(zhuǎn)換效率低和化學(xué)穩(wěn)定性差等重大問(wèn)題；如何在保持化學(xué)穩(wěn)定的前提下開(kāi)發(fā)高效可見(jiàn)光光催化劑成為近在保持化學(xué)穩(wěn)定的前提下開(kāi)發(fā)高效可見(jiàn)光光催化劑成為近些年來(lái)光催化領(lǐng)域的研究焦點(diǎn)。些年來(lái)光催化領(lǐng)域的研究焦點(diǎn)。因此想到利用窄禁帶半導(dǎo)體，多孔硅（因此想到利用窄禁帶半導(dǎo)體，多孔硅（PS 2.0 eVPS 2.0 eV） 和鋯鈦酸鉛（和鋯鈦酸鉛（PZT 2.5 eVPZT 2.5 eV），作為復(fù)合材料成功地應(yīng)用），作為復(fù)合材料成功地應(yīng)用在光催化領(lǐng)域；在光催化領(lǐng)域； 并以并以 PZT/TiO PZT/TiO2 2和和 PS/TiO PS/TiO2 2作為可見(jiàn)光光作為可見(jiàn)光光

9、催化劑對(duì)有機(jī)污染物羅丹明催化劑對(duì)有機(jī)污染物羅丹明 B B 的降解為例提出了可能的的降解為例提出了可能的反應(yīng)機(jī)理。反應(yīng)機(jī)理。 。PZT/TiOPZT/TiO2 2 PS/TiOPS/TiO2 2制備制備溶膠凝膠法溶膠凝膠法水水 熱熱 法法化學(xué)腐蝕法化學(xué)腐蝕法化學(xué)耦合法化學(xué)耦合法并在并在 400下下煅燒煅燒制備制備 TiO2膠體膠體合成納米合成納米級(jí)級(jí) PZT 粉體粉體制備多孔制備多孔硅硅PS制備制備PZT/TiO2和和 PS/TiO2PZT/TiOPZT/TiO2 2 PS/TiOPS/TiO2 2分析手段分析手段 X 射線粉末衍射射線粉末衍射 熒光光譜熒光光譜 比表面比表面紫外可見(jiàn)漫反射光譜紫

10、外可見(jiàn)漫反射光譜 透射電鏡透射電鏡對(duì)催化劑體對(duì)催化劑體相及表面結(jié)相及表面結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)表征表征PZT/TiOPZT/TiO2 2 PS/TiOPS/TiO2 2通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體光催化劑的載流子壽命和羥基自由通過(guò)對(duì)半導(dǎo)體光催化劑的載流子壽命和羥基自由基的測(cè)定基的測(cè)定( (分別采用表面瞬態(tài)光電導(dǎo)譜和電子順磁分別采用表面瞬態(tài)光電導(dǎo)譜和電子順磁共振譜共振譜) )揭示了光催化氧化過(guò)程的可能途徑。揭示了光催化氧化過(guò)程的可能途徑。PZT/TiOPZT/TiO2 2 PS/TiOPS/TiO2 2新型二氧化鈦基復(fù)合半導(dǎo)體材料的光催化氧化性能通過(guò)對(duì)新型二氧化鈦基復(fù)合半導(dǎo)體材料的光催化氧化性能通過(guò)對(duì)羅丹明羅丹

11、明 B B 的降解來(lái)確定。的降解來(lái)確定。透射電鏡證實(shí)了多孔硅，鋯鈦酸鉛與二氧化鈦的成功復(fù)合。透射電鏡證實(shí)了多孔硅，鋯鈦酸鉛與二氧化鈦的成功復(fù)合?；钚詼y(cè)試表明，復(fù)合半導(dǎo)體催化劑比單獨(dú)的活性測(cè)試表明，復(fù)合半導(dǎo)體催化劑比單獨(dú)的 PZTPZT、 PSPS、TiO2TiO2、P25(P25(商品商品) )以及文獻(xiàn)上報(bào)道的其他光催化劑有著更以及文獻(xiàn)上報(bào)道的其他光催化劑有著更加優(yōu)越的可見(jiàn)光活性。其中加優(yōu)越的可見(jiàn)光活性。其中 PS/TOPS/TO2 2的可見(jiàn)光活性至少是的可見(jiàn)光活性至少是其他催化劑活性的其他催化劑活性的 5 5 倍。倍。PZT/TiOPZT/TiO2 2 PS/TiOPS/TiO2 2表面瞬態(tài)

12、光電導(dǎo)和電子順磁共振測(cè)試表明半導(dǎo)體之間的異表面瞬態(tài)光電導(dǎo)和電子順磁共振測(cè)試表明半導(dǎo)體之間的異質(zhì)復(fù)合提高了質(zhì)復(fù)合提高了PZT/TiO2PZT/TiO2和和 PS/TiO2PS/TiO2催化劑的光生載流子的催化劑的光生載流子的分離效率，促進(jìn)了表面羥基自由基的生成；并提出了可見(jiàn)分離效率，促進(jìn)了表面羥基自由基的生成；并提出了可見(jiàn)光光催化的可能機(jī)理。光光催化的可能機(jī)理。 PZT/TiOPZT/TiO2 2 PS/TiOPS/TiO2 2在相同實(shí)驗(yàn)條件下，在相同實(shí)驗(yàn)條件下，PZT/TiO2PZT/TiO2和和 PS/TiO2PS/TiO2對(duì)羅丹明對(duì)羅丹明 B B 的的連續(xù)連續(xù)五次五次降解，其活性均基本保持

13、降解，其活性均基本保持不變不變。實(shí)驗(yàn)顯示，新合。實(shí)驗(yàn)顯示，新合成的復(fù)合半導(dǎo)體材料解決了催化劑的化學(xué)穩(wěn)定性問(wèn)題。其成的復(fù)合半導(dǎo)體材料解決了催化劑的化學(xué)穩(wěn)定性問(wèn)題。其中，多孔硅在可見(jiàn)，紫外光等條件下具有的光催化活性尤中，多孔硅在可見(jiàn)，紫外光等條件下具有的光催化活性尤其值得關(guān)注，并有可能在不久的將來(lái)超越其值得關(guān)注，并有可能在不久的將來(lái)超越 TiOTiO2 2作為新一作為新一代可見(jiàn)光催化劑。代可見(jiàn)光催化劑。PS/TiO2可見(jiàn)可見(jiàn)/紫外紫外光光寬帶隙氧化物和氫氧化物寬帶隙氧化物和氫氧化物Ga2O3 In(OH)3 InOOHGa2O3 In(OH)3 InOOHZn2GeO4Zn2GeO4ZnGa2O4

14、ZnGa2O4GaGa2 2O O3 3 In(OH) In(OH)3 3 InOOH InOOH苯具有高毒性和致病性，是空氣中常見(jiàn)的一種揮苯具有高毒性和致病性，是空氣中常見(jiàn)的一種揮發(fā)性有機(jī)污染物對(duì)健康和環(huán)境危害大，以發(fā)性有機(jī)污染物對(duì)健康和環(huán)境危害大，以 TiO TiO2 2為為代表代表的半導(dǎo)體光催化氧化技術(shù)是一種理想的環(huán)境的半導(dǎo)體光催化氧化技術(shù)是一種理想的環(huán)境治理技術(shù)。治理技術(shù)。TiOTiO2 2 已廣泛應(yīng)用于一般室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物的去除。已廣泛應(yīng)用于一般室內(nèi)揮發(fā)性有機(jī)物的去除。然而在處理苯等難降解有機(jī)污染物時(shí)由于在催化然而在處理苯等難降解有機(jī)污染物時(shí)由于在催化劑表面生成難被降解的聚合物中間產(chǎn)

15、物，往往導(dǎo)劑表面生成難被降解的聚合物中間產(chǎn)物，往往導(dǎo)致致TiOTiO2 2 光催化劑的失活。光催化劑的失活。GaGa2 2O O3 3 In(OH) In(OH)3 3 InOOH InOOH開(kāi)發(fā)可在常溫下使用的降解苯系污染物的高效光開(kāi)發(fā)可在常溫下使用的降解苯系污染物的高效光催化劑對(duì)于推廣光催化技術(shù)在苯污染治理中的應(yīng)用催化劑對(duì)于推廣光催化技術(shù)在苯污染治理中的應(yīng)用具有重大的意義。具有重大的意義。最近研究所開(kāi)發(fā)出一系列寬帶隙最近研究所開(kāi)發(fā)出一系列寬帶隙p p區(qū)金屬氧化物區(qū)金屬氧化物/ /氫氧化物光催化劑如氫氧化物光催化劑如GaGa2 2O O3 3 In(OH) In(OH)3 3 InOOH I

16、nOOH。 它它們對(duì)苯系污染物的光催化降解顯示出很好的活性和們對(duì)苯系污染物的光催化降解顯示出很好的活性和穩(wěn)定性，是一類極具應(yīng)用前景的降解苯系污染物的穩(wěn)定性，是一類極具應(yīng)用前景的降解苯系污染物的新型光催化劑。新型光催化劑。GaGa2 2O O3 3 In(OH) In(OH)3 3 InOOH InOOH研究發(fā)現(xiàn)，中心離子具有研究發(fā)現(xiàn)，中心離子具有 d d1010電子構(gòu)型的寬帶隙氧化物和電子構(gòu)型的寬帶隙氧化物和氫氧化物如氫氧化物如In(OH)In(OH)3 3和和 Ga Ga2 2O O3 3，對(duì)苯系污染物的光催化降解，對(duì)苯系污染物的光催化降解具有很好的活性以及活性穩(wěn)定性。具有很好的活性以及活性

17、穩(wěn)定性。GaGa2 2O O3 3 In(OH) In(OH)3 3 InOOH InOOH系統(tǒng)深入地研究其它寬帶隙系統(tǒng)深入地研究其它寬帶隙 p p 區(qū)金屬氧化物和氫氧化物區(qū)金屬氧化物和氫氧化物的結(jié)構(gòu)以及它們的光催化性能將有助于我們更深刻地理解的結(jié)構(gòu)以及它們的光催化性能將有助于我們更深刻地理解半導(dǎo)體光催化作用機(jī)理以及開(kāi)發(fā)高效降解苯系污染物的新半導(dǎo)體光催化作用機(jī)理以及開(kāi)發(fā)高效降解苯系污染物的新型光催化劑。型光催化劑。GaGa2 2O O3 3全氟辛酸全氟辛酸(PFOA, C(PFOA, C7 7F F1515COOH)COOH)是近年來(lái)廣受關(guān)注的是近年來(lái)廣受關(guān)注的全氟羧酸化合物全氟羧酸化合物,

18、C-F, C-F原子的牢固的結(jié)合使得原子的牢固的結(jié)合使得PFOAPFOA具有很強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性具有很強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性. . PFOA PFOA的穩(wěn)定性和疏水疏油性使其廣泛應(yīng)用于工業(yè)的穩(wěn)定性和疏水疏油性使其廣泛應(yīng)用于工業(yè)品和生活消費(fèi)品生產(chǎn)領(lǐng)域品和生活消費(fèi)品生產(chǎn)領(lǐng)域. . 眾多研究表明眾多研究表明, , 全氟辛酸在全球水域、動(dòng)物和人全氟辛酸在全球水域、動(dòng)物和人體中普遍存在體中普遍存在, , 具有包括具有包括遺傳毒性、雄性生殖毒遺傳毒性、雄性生殖毒性、神經(jīng)毒性、發(fā)育毒性及內(nèi)分泌干擾作用性、神經(jīng)毒性、發(fā)育毒性及內(nèi)分泌干擾作用等多等多種毒性和可能的種毒性和可能的致癌性致癌性, , 是一種

19、對(duì)全身多器臟具是一種對(duì)全身多器臟具有毒性的環(huán)境污染物有毒性的環(huán)境污染物, , 其對(duì)環(huán)境和人體健康造成其對(duì)環(huán)境和人體健康造成的潛在威脅引發(fā)廣泛關(guān)注的潛在威脅引發(fā)廣泛關(guān)注. . GaGa2 2O O3 3由于由于PFOAPFOA的生物、化學(xué)和熱穩(wěn)定性高的生物、化學(xué)和熱穩(wěn)定性高, , 常規(guī)的處理方法如常規(guī)的處理方法如生物降解、氧化還原法均難以使其降解生物降解、氧化還原法均難以使其降解, PFOA, PFOA的降解方法的降解方法有高溫燃燒法、超聲熱解法和光化學(xué)法等有高溫燃燒法、超聲熱解法和光化學(xué)法等. . 高溫燃燒法高溫燃燒法超聲熱解法超聲熱解法光化學(xué)法光化學(xué)法生物降解生物降解氧化還原法氧化還原法 超

20、聲熱解法需要借助于超聲產(chǎn)生的氣泡壁處超過(guò)超聲熱解法需要借助于超聲產(chǎn)生的氣泡壁處超過(guò)527527的的高溫進(jìn)行熱解反應(yīng)高溫進(jìn)行熱解反應(yīng), , 具有電耗大、反應(yīng)條件苛刻的缺點(diǎn)具有電耗大、反應(yīng)條件苛刻的缺點(diǎn); ; 高溫燃燒分解全氟辛酸的同時(shí)需要同時(shí)焚燒掉用來(lái)吸附的高溫燃燒分解全氟辛酸的同時(shí)需要同時(shí)焚燒掉用來(lái)吸附的介質(zhì)介質(zhì), , 成本高成本高; ; 光化學(xué)法降解速度慢光化學(xué)法降解速度慢, , 反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng). . 光光催化法可在溫和調(diào)解下降解去除有機(jī)污染物催化法可在溫和調(diào)解下降解去除有機(jī)污染物, , 但廣為研究但廣為研究的的TiO2TiO2光催化劑降解全氟羧酸類物質(zhì)的速率低光催化劑降解全氟羧酸類物

21、質(zhì)的速率低超聲熱解法超聲熱解法超聲高溫超聲高溫?zé)峤夥磻?yīng)熱解反應(yīng)電耗大、反電耗大、反應(yīng)條件苛刻應(yīng)條件苛刻高溫燃高溫燃燒分解燒分解焚燒介質(zhì)焚燒介質(zhì)成本高成本高光催化法光催化法TiO2速率低速率低GaGa2 2O O3 3研究發(fā)現(xiàn)研究發(fā)現(xiàn)Ga2O3光催化降解全氟羧酸類物質(zhì)的活性遠(yuǎn)高于光催化降解全氟羧酸類物質(zhì)的活性遠(yuǎn)高于TiOTiO2 2 以致可達(dá)數(shù)倍之多，高效降解純水和廢水中的以致可達(dá)數(shù)倍之多，高效降解純水和廢水中的PFOA.PFOA.作為新一代可見(jiàn)光催化劑其光催化活性值得關(guān)注。作為新一代可見(jiàn)光催化劑其光催化活性值得關(guān)注。 GaGa2 2O O3 3同時(shí)不同工藝制成同時(shí)不同工藝制成GaGa2 2O

22、O3 3 其催化能力也有不同，采用先進(jìn)其催化能力也有不同，采用先進(jìn)制備技術(shù)的制備技術(shù)的GaGa2 2O O3 3往往能便顯出更加優(yōu)異的性能往往能便顯出更加優(yōu)異的性能例如例如 束狀束狀GaGa2 2O O3 3在在PFOAPFOA降解反應(yīng)中會(huì)表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化降解反應(yīng)中會(huì)表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化活性，其反應(yīng)速率常數(shù)是商品活性，其反應(yīng)速率常數(shù)是商品GaGa2 2O O3 3的的1616倍、商品倍、商品TiOTiO2 2（DegussaP25DegussaP25）的）的4444倍。倍。ZnGaZnGa2 2O O4 4ZnGaZnGa2 2O O4 4是具有立方晶系尖晶石結(jié)構(gòu)的復(fù)合氧化物，是具有立方晶系尖

23、晶石結(jié)構(gòu)的復(fù)合氧化物，具有較高的光催化性能，能夠降解染料廢水及苯具有較高的光催化性能，能夠降解染料廢水及苯系污染物系污染物近年來(lái)，尖晶石型復(fù)合氧化物近年來(lái)，尖晶石型復(fù)合氧化物(AB(AB2 2O O4 4) )，在光解水，在光解水及光催化降解有機(jī)污染物方面表現(xiàn)出優(yōu)異的光催及光催化降解有機(jī)污染物方面表現(xiàn)出優(yōu)異的光催化性能，并且具有極強(qiáng)的還原性，能成功地將化性能，并且具有極強(qiáng)的還原性，能成功地將 CO2CO2轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔锶剂?。因此，作為一類新型轉(zhuǎn)化為碳?xì)浠衔锶剂?。因此，作為一類新型光催化劑，受到了廣泛的關(guān)注。如光催化劑，受到了廣泛的關(guān)注。如 NiGa NiGa2 2O O4 4、CuGaCu

24、Ga2 2O4O4、FeCrFeCr2 2O O4 4、ZnGaZnGa2 2O O4 4等等ZnGaZnGa2 2O O4 4其中尖晶石型復(fù)合氧化物其中尖晶石型復(fù)合氧化物 ZnGa2O4屬立方晶系。研屬立方晶系。研究發(fā)現(xiàn)在負(fù)載究發(fā)現(xiàn)在負(fù)載 RuORuO2 2后，后，ZnGa2O4晶體能夠?qū)崿F(xiàn)光解晶體能夠?qū)崿F(xiàn)光解水制氫；納米顆粒狀水制氫；納米顆粒狀 ZnGa2O4能夠降解染料廢中的能夠降解染料廢中的有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)污水的凈化；介孔有機(jī)物，實(shí)現(xiàn)污水的凈化；介孔 ZnGa2O4可以消除可以消除空氣中的甲醛等氣體空氣中的甲醛等氣體ZnGaZnGa2 2O O4 4已報(bào)道高溫固相法合成的已報(bào)道高溫固相法合

25、成的ZnGaZnGa2 2O O4 4在負(fù)載在負(fù)載RuORuO2 2后具有很好的后具有很好的光解水制氫性能。在研究中光解水制氫性能。在研究中, ,發(fā)現(xiàn)共沉淀法合成的發(fā)現(xiàn)共沉淀法合成的ZnGaZnGa2 2O O4 4納米晶對(duì)氣相中苯的光催化降解表現(xiàn)出很好的活性和穩(wěn)定納米晶對(duì)氣相中苯的光催化降解表現(xiàn)出很好的活性和穩(wěn)定性，進(jìn)一步研究性，進(jìn)一步研究ZnGaZnGa2 2O O4 4對(duì)其它有機(jī)污染物的光催化降解性對(duì)其它有機(jī)污染物的光催化降解性能及其作用機(jī)理能及其作用機(jī)理, ,對(duì)于拓寬其應(yīng)用具有實(shí)際的意義。對(duì)于拓寬其應(yīng)用具有實(shí)際的意義。ZnGaZnGa2 2O O4 4ZnGaZnGa2 2O O4 4

26、納米晶的制備：納米晶的制備：Zn(NOZn(NO3 3) )2 26H6H2 2O O和和Ga(NOGa(NO3 3) )3 3xH2OxH2O按摩爾比按摩爾比1212溶解于去離子水溶解于去離子水( (硝酸鋅濃度約為硝酸鋅濃度約為4.0 mol/L)4.0 mol/L)中中, ,在劇烈攪拌下在劇烈攪拌下, ,將將4 mol/LNaOH4 mol/LNaOH溶液慢慢滴加到混合溶溶液慢慢滴加到混合溶液中液中, ,調(diào)節(jié)溶液的調(diào)節(jié)溶液的pHpH為為7 78,8,得到白色沉淀得到白色沉淀, ,老化老化, ,沉淀經(jīng)去沉淀經(jīng)去離子水和無(wú)水乙醇洗滌、過(guò)濾離子水和無(wú)水乙醇洗滌、過(guò)濾, ,于于8080烘干烘干,

27、,然后研磨然后研磨, ,在在600600空氣氛中焙燒空氣氛中焙燒5 h5 h制得制得ZnGaZnGa2 2O O4 4納米晶。納米晶。ZnZn2 2GeOGeO4 4ZnZn2 2GeOGeO4 4是一種重要的是一種重要的寬禁帶寬禁帶(4.68 eV)(4.68 eV)光電材料光電材料, , 具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì). . 納米結(jié)構(gòu)的納米結(jié)構(gòu)的ZnZn2 2GeOGeO4 4還還具有良好的光催化活性具有良好的光催化活性, , 包括納米顆粒、納米棒、包括納米顆粒、納米棒、納米帶等納米帶等, , 在光解水制氫、光催化還原在光解水制氫、光催化還原COCO2 2和光催和光催化降解有

28、機(jī)污染物等方面都有很好的應(yīng)用前景化降解有機(jī)污染物等方面都有很好的應(yīng)用前景. .ZnZn2 2GeOGeO4 4光催化還原光催化還原COCO2 2利用光催化還原將溫室氣體利用光催化還原將溫室氣體CO2CO2轉(zhuǎn)換成有用的碳?xì)淙剂鲜墙廪D(zhuǎn)換成有用的碳?xì)淙剂鲜墙鉀Q能源危機(jī)和環(huán)境污染最有前途的方法之一。決能源危機(jī)和環(huán)境污染最有前途的方法之一。Zn2GeO4光催光催化劑導(dǎo)帶彌散化劑導(dǎo)帶彌散, ,電子遷移速率高電子遷移速率高, ,具有良好的光催化分解具有良好的光催化分解H2OH2O和有機(jī)污染物降解性能。它利用太陽(yáng)能激發(fā)半導(dǎo)體光催化和有機(jī)污染物降解性能。它利用太陽(yáng)能激發(fā)半導(dǎo)體光催化材料產(chǎn)生光生電子和光生空穴對(duì)材料產(chǎn)生光生電子和光生空穴