專利名稱：貴金屬摻雜ZnO納米顆粒及作為偏二甲肼廢水降解光催化劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種貴金屬摻雜ZnO納米顆粒物質(zhì)及用途，尤其涉及將該物質(zhì)作為光催化劑用于偏二甲肼廢水的太陽光照射下的光催化降解。
背景技術(shù)：
納米ZnO是納米材料和半導(dǎo)體的復(fù)合體，具有優(yōu)良的光催化性能。但是ZnO的光譜響應(yīng)范圍較窄，只能利用太陽光中5%的紫外光。利用貴金屬修飾半導(dǎo)體光催化劑不僅可以拓展ZnO的光譜響應(yīng)范圍，而且能夠有效的捕獲激發(fā)電子，提高其光催化活性。貴金屬在半導(dǎo)體表面沉積一般形成納米級的原子簇，沉積的貴金屬與半導(dǎo)體接觸，有利于載流子重新分布，電子從費米能級較高的半導(dǎo)體轉(zhuǎn)移到費米能級較低的金屬，直到兩者的費米能級相同，形成肖特基能魚(Schottky Barrier)。Schottky能魚是俘獲光生電子的有效陷講，使光生載流子分離，從而有效抑制了空穴和電子的復(fù)合，提高了光催化劑的催化活性。偏二甲肼廢水一直是航天工業(yè)污水污染治理的難題，尤其是低濃度的偏二甲肼廢水(IOOmg/L以下)處理起來費時費力且處理速度緩慢，不容易徹底礦化成無機(jī)小分子物質(zhì)，一般的傳統(tǒng)處理方法不適用。近年來利用半導(dǎo)體光催化降解有機(jī)污染物已經(jīng)取得很好的效果并開始逐步推廣應(yīng)用，因此利用貴金屬摻雜納米ZnO光催化降解偏二甲肼廢水是當(dāng)前光催化領(lǐng)域的熱點之一。在本發(fā)明以前的現(xiàn)有技術(shù)中，由北京理工大學(xué)理學(xué)院等單位的周銀白、徐文國、張光友等人發(fā)表在《北京理工大學(xué)學(xué)報》2009年29卷3期的“摻釹納米氧化鋅催化降解偏二甲肼研究”和徐文國、賈燕、沙晶分人發(fā)表在《北京理工大學(xué)學(xué)報》2010年30卷8期的“銅釹共摻雜納米Ti02光催化降解偏二甲肼廢水”文章中，公開了稀土金屬摻雜納米ZnO光催化降解偏二甲肼廢水的處理技術(shù)研究報告，是光催化降解偏二甲肼廢水的有效途徑，但是所披露的技術(shù)中，ZnO的制備技術(shù)復(fù)雜，降解偏二甲肼廢水得稀土光催化劑的用量大，成本高，同時必須用紫外光作為光催化光源，耗能大。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術(shù)狀況，本發(fā)明的目的在于，提供一種采用半導(dǎo)體復(fù)合、貴金屬摻雜修飾提高光量子產(chǎn)率、拓展光譜吸收范圍的、乙醇輔助水熱法制備出的不同形貌的ZnO/Ag、ZnO/Pd納米顆粒,并用該ZnO/Ag、ZnO/Pd納米顆粒作為太陽光催化劑的、方法簡單,成本低、耗能少的降解偏二甲肼廢水的方法?，F(xiàn)將本發(fā)明技術(shù)解決方按敘述如下本發(fā)明一種貴金屬摻雜的Zn0/Ag、Zn0/Pd納米顆粒,其特征在于所述的ZnO/Ag、ZnO/Pd納米顆粒，以醋酸鋅、氫氧化鈉、硝酸銀和氯化鈀為原料，用乙醇輔助水熱法制備。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種貴金屬摻雜的ZnO納米顆粒，其特征在于所述的貴金屬摻雜ZnO納米顆粒為用乙醇輔助水熱法制備的ZnO/Ag納米顆粒，其原料醋酸鋅的濃度為、0. I 0. 3mol/L、硝酸銀的濃度為0. 05 0. lmmol/L、氫氧化鈉的濃度為I. 0 I. 5mol/L,乙醇/水的體積比為20 40 5 15，反應(yīng)溫度為150 200°C，反應(yīng)時間為IOh 24h，干燥溫度50°C 70°C，干燥時間為6 10小時。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種貴金屬摻雜的ZnO納米顆粒,其特征在于所述的貴金屬摻雜ZnO納米顆粒為用乙醇輔助水熱法制備的ZnO/Pd納米顆粒，其原料原料醋酸鋅的濃度為0. I 0. 3mol/L、PdCl2溶液為采用氨水絡(luò)合法制成的的濃度為0. 01mol/L的淺黃色溶液，氫氧化鈉的濃度為I. 0 I. 5mol/L,乙醇/水的體積比為20 40 5 15，反應(yīng)溫度為150 200°C，反應(yīng)時間為IOh 24h，干燥溫度50°C 70°C，干燥時間為6 10小時。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種貴金屬摻雜的ZnO納米顆粒,其特征在于所述的ZnO/Ag納米顆粒呈黃褐色；所述的ZnO/Pd納米顆粒呈灰色。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種貴金屬摻雜的ZnO納米顆粒,其特征在于所述的貴金屬Ag、Pd與ZnO的摩爾比為0. 5 2 100。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種貴金屬摻雜的ZnO納米顆粒,其特征在于所述的ZnO/Ag、ZnO/Pd納米顆粒,其貴金屬離子最終以單質(zhì)的形式修飾ZnO,晶粒尺寸在41 46nm之間；吸收光譜范圍在400 800nm的可見光區(qū)域；本發(fā)明進(jìn)一步提供一種貴金屬摻雜的ZnO納米顆粒,其特征在于所述的ZnO/Ag納米顆粒，其ZnO的衍射峰屬于六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，空間晶群屬于P63mc (186)，點晶格常數(shù)a=b = 0. 3249nm, c = 0. 5205nm ;其Ag的衍射峰與標(biāo)準(zhǔn)圖譜JCPDF =87-0717吻合，空間晶群屬于 Fm-3m(225),點晶格常數(shù) a = b = c = 4. 086nm。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種貴金屬摻雜的ZnO納米顆粒,其特征在于所述的ZnO/Pd納米顆粒，其ZnO的衍射峰屬于六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，空間晶群屬于P63mc (186)，點晶格常數(shù)a=b = 0. 3249nm, c = 0. 5205nm ;其Pd的衍射峰與標(biāo)準(zhǔn)圖譜JCPDF =88-2335吻合，空間晶群屬于 Fm-3m(225),點晶格常數(shù) a = b = c = 3. 900nm。本發(fā)明貴金屬摻雜ZnO納米顆粒用于偏二甲肼廢水的降解，其特征在于將制備的ZnO/Ag或ZnO/Pd納米顆粒加入到低濃度偏二甲肼廢水中，加入的ZnO/Ag或ZnO/Pd納米顆粒的濃度為100 300mg/L，攪拌使ZnO/Ag或ZnO/Pd納米顆粒分散均勻，置于室外太陽光下催化降解低濃度偏二甲肼廢水，照射時間為0. 5 4小時；紫外光下ZnO/Ag和ZnO/Pd對偏二甲肼廢水的的最大降解率分別為92. 7%和76. 8% ;太陽光下ZnO/Ag和ZnO/Pd對偏二甲肼廢水的降解率均在80%以上，其中當(dāng)Ag和Zn的摩爾比為0.5 100時，降解率為92. 7%;當(dāng)Pd和Zn的摩爾比為I : 100時降解率比為87. 2. %。；Zn0/Pd在太陽光下的光催化性能比在紫外光下好，太陽光下光催化中間產(chǎn)物被分解得更快、更徹底；使用過的ZnO/Ag或ZnO/Pd納米顆粒經(jīng)過離心分離后可以重復(fù)使用。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)越性在于(I)利用乙醇輔助水熱法制備出顆粒狀的ZnO/Ag和Zn0/Pd，產(chǎn)物的形貌好，結(jié)晶度高，制備工藝簡單，可重復(fù)性強(qiáng)，為ZnO利用太陽光作為激發(fā)光源進(jìn)行光催化降解提供了重要依據(jù)。(2)利用ZnO/Ag和ZnO/Pd分別在紫外光和太陽光下光催化降解偏二甲肼廢水，試 驗結(jié)果證明在太陽光下的降解速率更快，且降解得更徹底。對于利用納米ZnO光催化降解偏二甲肼廢水的推廣應(yīng)用具有重要的價值。
(3)貴金屬修飾ZnO有助于其光譜響應(yīng)范圍的拓展，利用太陽光作為激發(fā)光源對偏二甲肼廢水進(jìn)行光催化降解，在生產(chǎn)成本和節(jié)能兩方面都具有很強(qiáng)的優(yōu)勢，對工業(yè)化應(yīng)用具有一定的參考意義。


圖I ZnO/Ag納米顆粒X射線能譜(EDS)圖(樣品a2、b2)圖2 ZnO/Ag納米顆粒的射線衍射(XRD)圖(樣品al a3)圖3 ZnO/Pd納米顆粒的射線衍射(XRD)圖(樣品bl b3)圖4 ZnO/Ag納米顆粒的紫外-可見漫反射光譜(UV_vis)圖(樣品al a3)圖5 ZnO/Pd納米顆粒的紫外-可見漫反射光譜(UV_vis)圖(樣品bl b3)圖6 ZnO/Ag在紫外光下對偏二甲肼廢水的光催化降解效果圖(樣品al a3)圖7 ZnO/Pd在紫外光下對偏二甲肼廢水的光催化降解效果圖(樣品bl b3)圖8 ZnO/Ag在太陽光下對偏二甲肼廢水的光催化降解效果圖(樣品al a3)圖9 ZnO/Pd在太陽光下對偏二甲肼廢水的光催化降解效果圖(樣品bl b3)附件Zn0/Ag納米顆粒掃描電鏡(SEM)照片圖(樣品al a3，bl b3)
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做進(jìn)一步描述。實施例I :貴金屬摻雜ZnO納米顆粒ZnO/Ag的制備I、準(zhǔn)確稱取0. 2mmol的AgNO3裝入20mL的容量瓶中，用蒸餾水稀釋至刻度，即得到 0. 01mol/L 的 AgNO3 溶液。2、在三個Teflon襯膽中各加入30mL無水乙醇，再分別加入a. 2. 5mL0. Olmol/L的AgNO3溶液和7. 5mL蒸懼水；b. 5mL0. 01mol/L的AgNO3溶液和5mL蒸懼水；c. IOmLO. 01mol/L的AgNO3溶液。稱取0. 005mol的Zn (Ac) 2 *21120加入每個襯膽中，使溶液中Zn2+和Ag+的摩爾比分別為100 0. 5,100 UlOO 2。將襯膽置于磁力攪拌器上攪拌IOmin使Zn (Ac)2 2H20完全溶解，再分別加入0. 05moINaOH,繼續(xù)攪拌lOmin。3、將Teflon襯膽密封在高壓反應(yīng)釜內(nèi)，置于恒溫干燥箱中，160°C下反應(yīng)12h。4、待反應(yīng)釜冷卻至室溫后，將所得白色沉淀用蒸餾水和無水乙醇水洗數(shù)次。最后將離心后所得樣品置于干燥箱中，在60°C下干燥8h，得到ZnO/Ag樣品，最終產(chǎn)物分別記為
al、a2、a3o實施例2 :貴金屬摻雜ZnO納米顆粒ZnO/Pd的制備由于PdCl2不溶于水，實驗為了制備0. 01mol/L的PdCl2溶液，采用氨水絡(luò)合法，使PdCl2與氨水形成Pd(NH)2Cl2絡(luò)合物，在水浴環(huán)境中形成淺黃色溶液。I、稱取0. 2mmol的PbCl2加入20mL的容量瓶中，加入0. 3mL氨水，用蒸餾水稀釋至刻度。放在70°C的水浴鍋中IOmin至PdCl2溶解，得到0. 01mol/L的PdCl2溶液。2、3、4步驟與ZnO/Ag的制備過程相同，最終產(chǎn)物記為bl、b2、b3。與前面的光催化實驗不同，考慮到ZnO/Ag和ZnO/Pd在可見光區(qū)域也有較強(qiáng)的吸收，分別使用紫外燈照射和太陽光照射來研究它們的光催化性能。參見附件是樣品的掃描電鏡圖，其中al a3是本發(fā)明制備的ZnO/Ag納米顆粒樣品；bl b3是本發(fā)明制備的ZnO/Pd納米顆粒樣品；從樣品的掃描電鏡圖可以看出，所有的樣品在形貌上沒有太大區(qū)別，都是顆粒狀，除了部分樣品中有比較大的顆粒外，大部分納米顆粒的直徑都在50 200nm之間，分散性很好，沒有出現(xiàn)明顯的團(tuán)聚。同前面制備的稀土摻雜樣品相比，貴金屬修飾的ZnO納米顆粒直徑在宏觀上看起來更小,說明貴金屬在一定程度上能夠抑制納米晶粒的團(tuán)聚。參見圖I :是樣品a2和b2的X射線能譜圖，從圖中可以看出，樣品a2中只含有Zn、O、Ag三種元素，樣品b2只含有Zn、O、Pd三種元素，除了修飾用的元素外，沒有其它雜質(zhì)，純
度較高。參見圖2、3 :分別為樣品ZnO/Ag和ZnO/Pd的X射線衍射圖譜。圖3中所有的XRD圖譜均顯示出ZnO/Ag只含有ZnO和Ag，ZnO的衍射峰與前面所有的ZnO —樣，與標(biāo)準(zhǔn)圖譜(JCPDF =89-0510)吻合，屬于六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)(空間晶群屬于P63mc(186))，點晶格常數(shù)a= b = 0. 3249nm, c = 0. 5205nm ；Ag的衍射峰與標(biāo)準(zhǔn)圖譜(JCPDF :87-0717)吻合，空間晶群屬于Fm-3m(225),點晶格常數(shù)a = b = c = 4. 086nm。隨著摻Ag量的增加,其特征峰越來越多，強(qiáng)度也越來越強(qiáng)。所有的衍射峰都很尖銳，表面制備出的樣品結(jié)晶度高，晶體發(fā)育較好。由 Debye-Scherrer 公式計算出 al、a2、a3 的晶粒尺寸分別為 45. 31nm>45. 71nm>45. 96nm.。圖3中的XRD圖譜中也只有兩種物質(zhì)的峰ZnO和Pd，其中ZnO的衍射峰與前面的完全一致。Pd的衍射峰與標(biāo)準(zhǔn)圖譜(JCPDF =88-2335)，空間晶群屬于Fm_3m(225)，點晶格常數(shù)a = b = c = 3. 900nmo bl的衍射峰中沒有Pd，可能是因為Pd含量太低或者分散很均勻而沒有檢測出來。隨著摻Pd量的增大，Pd的特征峰逐漸增多，強(qiáng)度也逐漸增大。最后計算出 bl、b2、b3 的晶粒尺寸分別為 44. 23nm、43. 77nm、41. 57nm。參見圖4 :是ZnO/Ag的紫外-可見漫反射吸收光譜圖，從圖中可以明顯地看到，ZnO/Ag與前面所有納米ZnO材料相比，最大的區(qū)別在于，ZnO/Ag的紫外-可見吸收光譜的波段得到大幅的拓展，在400 SOOnm波段的可見光區(qū)域也有較強(qiáng)的吸收，這一現(xiàn)象表明該材料可以用太陽光作為激發(fā)光源進(jìn)行光催化實驗。al、a2、a3在可見光區(qū)域的最大吸收峰分別為468nm、468nm、472nm，在可見光波段的吸收強(qiáng)度隨著摻Ag量的增加而增大，因此可以判斷，ZnO/Ag在可見光波段的吸收是Ag摻雜引起的。在200 400nm波段的紫外區(qū)，相比純ZnO,摻Ag后ZnO的吸收邊出現(xiàn)明顯紅移,可能是由于Ag的原子半徑比Zn大,使ZnO晶格的原子間距變大，能級間距減小引起的；吸收強(qiáng)度隨著摻Ag量的增加先增大然后減小，al、a2、a3的最大吸收峰分別為336nm、332nm、340nm，與顆粒狀納米ZnO(358nm)相比，有明顯藍(lán)移。參見圖5 :是ZnO/Pd的紫外-可見漫反射吸收光譜圖，與ZnO/Ag類似，ZnO/Pd與前面的ZnO材料相比，最大的區(qū)別在于吸收光譜的波段在可見光區(qū)域得到大幅拓展，在400 900nm的波段，隨著波長的增加，吸收強(qiáng)度越來越大。在200 400nm的紫外區(qū)，除了 bl的吸收邊藍(lán)移外，b2和b3的吸收邊均發(fā)生紅移，可能是Pd的摻入引起ZnO的缺陷能級造成。bl、b2、b3的最大吸收波長分別為 330nm、336nm、344nm，與純ZnO相比有明顯藍(lán)移。ZnO/Ag和ZnO/Pd在可見光區(qū)域都有很強(qiáng)的吸收，需要指出的一點是，本實驗制備的ZnO/Ag呈黃褐色，ZnO/Pd呈灰色，隨著Ag和Pd摻雜量的增大，顏色逐漸加深，推測它們在可見光區(qū)域的吸收與自身顏色有關(guān)。吸收光譜向可見光區(qū)域的拓展，實質(zhì)上是吸收光譜的紅移，Ag和ZnO之間強(qiáng)烈的晶面電子耦合是引起吸收波段紅移的根本因素。在可見光區(qū)域的吸收屬于表面等離子吸收，貴金屬的摻入，使電子從費米能級高的半導(dǎo)體(ZnO)轉(zhuǎn)移到費米能級低的貴金屬(Ag、Pd)，半導(dǎo)體表面的電子缺乏使表面等離子吸收波段紅移，隨著摻Ag量的增加，吸收強(qiáng)度越來越大。ZnO/Pd的紫外-可見吸收與ZnO/Ag類似，也是因為晶面電子耦合引起的。參見圖6 :是ZnO/Ag在紫外光下對偏二甲肼廢水的光催化降解效果圖，隨著摻Ag量的增加，對偏二甲肼的催化性能逐漸減弱。經(jīng)過2h的光催化降解，al、a2、a3對偏二甲肼的降解率分別為92. 7%、89. 3%、82. 7%，與純ZnO相比，al的降解率提高了將近一倍。在剛開始的20min,降解速率較快，al、a3比a2明顯快很多，當(dāng)反應(yīng)時間達(dá)到70min時a2的降解率與a3差不多，隨著反應(yīng)的繼續(xù)，a2的降解率逼近al?？梢钥闯觯?0 IOOmin的時間段，a2的降解速率最快。說明當(dāng)Ag和Zn的摩爾比為I : 100時，催化效率最高。當(dāng)摻Ag量過多時，形成很多光生電子的陷阱，使各陷阱之間的距離減小，因此電子和空穴越過Schottky能魚而結(jié)合的幾率增大,過量的Ag成了電子和空穴的復(fù)合中心,影響ZnO/Ag 的光催化活性。參見圖7 :是ZnO/Pd在紫外光下對偏二甲肼廢水的光催化降解效果圖，隨著摻Pd量的增加，光催化性能先增強(qiáng)后減弱。bl、b2、b3在2h后對偏二甲肼廢水的降解率分別達(dá)到72. 2%、76. 8%、68. 4%，bl的光催化效果在最初的60min不如b3，后來逐漸超過b3。Pd的最佳摻雜量是Pd與Zn的摩爾比為I : 100，當(dāng)摻Pd量不足時，不利于Schottky能壘的形成，ZnO中俘獲光生電子的陷阱數(shù)目不足，電子和空穴不能最大限度的分離；當(dāng)摻雜量過高時又會使過量的Pd成為電子-空穴對的復(fù)合中心，削弱陷阱的作用。參見圖8 :是ZnO/Ag在太陽光下對偏二甲肼廢水的光催化降解效果圖，其中c是顆粒狀ZnO在太陽光下的光催化效果，經(jīng)過2h基本上沒有降解。從圖中可以看出，ZnO/Ag在最初的40min內(nèi)降解速率最快，隨著反應(yīng)的持續(xù)，降解速率迅速減慢，在60min以后光催化反應(yīng)基本上達(dá)到平衡，其中a2在60min時的降解率能達(dá)到75. 7%。經(jīng)過2h的太陽光照射，al、a2、a3對偏二甲肼的降解率分別達(dá)到76. 5%、80. 2%、79. 2%，其中a3在太陽光下與在紫外光下的降解效果很接近。說明了 ZnO/Ag的光譜相應(yīng)范圍拓展到可見光波段，在太陽光的照射下能夠被激發(fā)產(chǎn)生空穴-電子對。當(dāng)Ag和Zn的摩爾比為I : 100時光催化效果最好，此時因Schottky能壘形成的光生電子陷阱發(fā)揮的效率最高，摻Ag量過低或過高都不利于空穴電子對的產(chǎn)生和分離，降低ZnO/Ag的光催化性能。參見圖9 :是ZnO/Pd在太陽光下對偏二甲肼廢水的光催化降解效果圖，與ZnO/Ag類似，在最初的40min降解速率最快，在60min時基本達(dá)到平衡，其中b2在60min時對偏二甲肼的降解率能達(dá)到72. 5%。經(jīng)過2h的太陽光照射，bl、b2、b3對偏二甲肼的降解率分別達(dá)到74. 6 %、80. 5 %、78. 8 %，與紫外光下的降解效果相比，均有明顯的提高，與ZnO/Pd的紫外-可見吸收光譜一致。這是ZnO/Pd與其它所有復(fù)合、摻雜ZnO材料最大的區(qū)別，其中b3在太陽光下對偏二甲肼的降解率比在紫外光下提高了 10.4%。Pd的最佳摻雜量與Ag相同，摻Pd量過高或過多都不利于光催化反應(yīng)。
權(quán)利要求
1.ー種貴金屬摻雜的ZnO納米顆粒,其特征在于所述的貴金屬摻雜的ZnO納米顆粒是指ZnO/Ag、ZnO/Pd納米顆粒，以醋酸鋅、氫氧化鈉、硝酸銀和氯化鈀為原料，用こ醇輔助水熱法制備。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種貴金屬摻雜的ZnO納米顆粒，其特征在于所述ZnO/Ag納米顆粒的原料醋酸鋅的濃度為O. I O. 3mol/L、硝酸銀的濃度為O. 05 O. lmmol/L、氫氧化鈉的濃度為I. O I. 5mol/L,こ醇/水的體積比為20 40 5 15，反應(yīng)溫度為150 200°C，反應(yīng)時間為IOh 24h，干燥溫度50°C 70°C，干燥時間為6 10小時。
3.本發(fā)明進(jìn)ー步提供ー種貴金屬摻雜的ZnO納米顆粒,其特征在于所述的ZnO/Pd納米顆粒的原料原料醋酸鋅的濃度為O. I O. 3mol/L、PdCl2溶液為采用氨水絡(luò)合法制成的的濃度為O. 01mol/L的淺黃色溶液，氫氧化鈉的濃度為I. O I. 5mol/L,こ醇/水的體積比為20 40 5 15，反應(yīng)溫度為150 200°C，反應(yīng)時間為IOh 24h，干燥溫度50°C 70°C，干燥時間為6 10小時。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種貴金屬摻雜的ZnO納米顆粒，其特征在于所述的ZnO/Ag納米顆粒呈黃褐色；所述的ZnO/Pd納米顆粒呈灰色。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種貴金屬摻雜的ZnO納米顆粒,其特征在于所述的貴金屬Ag、Pd與ZnO的摩爾比為0. 5 2 100。
6.本發(fā)明進(jìn)ー步提供ー種貴金屬摻雜的ZnO納米顆粒,其特征在于所述的ZnO/Ag、ZnO/Pd納米顆粒,其貴金屬離子最終以單質(zhì)的形式修飾ZnO,晶粒尺寸在41 46nm之間；吸收光譜范圍在400 800nm的可見光區(qū)域。
7.根據(jù)權(quán)利要求I 6所述的ー種貴金屬摻雜的ZnO納米顆粒，其特征在于所述的ZnO/Ag納米顆粒，其ZnO的衍射峰屬于六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，空間晶群屬于P63mc (186)，點晶格常數(shù)a = b = 0. 3249nm, c = 0. 5205nm ;其Ag的衍射峰與標(biāo)準(zhǔn)圖譜JCPDF =87-0717吻合，空間晶群屬于Fm-3m(225)，點晶格常數(shù)a = b = c = 4. 086nm。
8.根據(jù)權(quán)利要求I 6所述的ー種貴金屬摻雜的ZnO納米顆粒，其特征在于所述的ZnO/Pd納米顆粒，其ZnO的衍射峰屬于六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，空間晶群屬于P63mc (186)，點晶格常數(shù)a = b = 0. 3249nm, c = 0. 5205nm ;其Pd的衍射峰與標(biāo)準(zhǔn)圖譜JCPDF :88-2335吻合，空間晶群屬于Fm-3m(225)，點晶格常數(shù)a = b = c = 3. 900nm。
9.ー種根據(jù)權(quán)利要求1、7、8任一所述的ー種貴金屬摻雜的ZnO納米顆粒的用途，其特征在于所述的貴金屬摻雜ZnO納米顆粒作為偏ニ甲肼廢水降解的光催化劑；所述的光催化劑的用法是將制備的ZnO/Ag或ZnO/Pd納米顆粒加入到低濃度偏ニ甲肼廢水中，加入的光催化劑ZnO/Ag或ZnO/Pd納米顆粒的濃度為100 300mg/L，攪拌使ZnO/Ag或ZnO/Pd納米顆粒分散均勻，置于室外太陽光下催化降解低濃度偏ニ甲肼廢水。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述ー種貴金屬摻雜的ZnO納米顆粒的用途，其特征在于所述的光催化劑加入到偏ニ甲肼低濃度廢水中后在太陽光下催化降解照射時間為0. 5 4小時；紫外光下ZnO/Ag和ZnO/Pd對偏ニ甲肼廢水的的最大降解率分別為92. 7%和76. 8%;太陽光下ZnO/Ag和ZnO/Pd對偏ニ甲肼廢水的降解率在80%以上，其中當(dāng)Ag和Zn的摩爾比為0.5 100時，降解率為92. 7% ;當(dāng)Pd和Zn的摩爾比為I : 100時降解率比為87. 2. %。；使用過的ZnO/Ag或ZnO/Pd納米顆粒經(jīng)過離心分離后可以重復(fù)使用。
全文摘要
本發(fā)明涉及貴金屬摻雜ZnO納米顆粒物質(zhì)及用途，以醋酸鋅、氫氧化鈉、硝酸銀和氯化鈀為原料，用乙醇輔助水熱法制備的ZnO/Ag、ZnO/Pd納米顆粒，其ZnO的衍射峰屬于六方纖鋅礦結(jié)構(gòu)，空間晶群屬于P63mc(186)，點晶格常數(shù)a＝b＝0.3249nm c＝0.5205nm，其Ag的衍射峰與標(biāo)準(zhǔn)圖譜JCPDF87-0717吻合，空間晶群屬于Fm-3m(225)，點晶格常數(shù)a＝b＝c＝4.086nm；其Pd的衍射峰與標(biāo)準(zhǔn)圖譜JCPDF88-2335吻合，空間晶群屬于Fm-3m(225)，點晶格常數(shù)a＝b＝c＝3.900nm。所述的用途是作為偏二甲肼廢水降解的光催劑。同現(xiàn)有技術(shù)相比產(chǎn)物的形貌好，結(jié)晶度高，制備工藝簡單，可重復(fù)性強(qiáng)，試驗結(jié)果證明在太陽光下的降解速率更快，且降解得更徹底，在生產(chǎn)成本和節(jié)能兩方面都具有很強(qiáng)的優(yōu)勢，對工業(yè)化應(yīng)用具有一定的參考意義。
文檔編號C02F101/38GK102626625SQ20121007329
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月14日
發(fā)明者劉田田, 呂曉猛, 王煊軍, 賈瑛 申請人:中國人民解放軍第二炮兵工程學(xué)院