砚状ZnO/石墨烯复合物的制备及其光催化性能

张云龙 章俞之 宋力昕 郭云峰 吴岭南 张涛

引用本文: 张云龙,  章俞之,  宋力昕,  郭云峰,  吴岭南,  张涛. 砚状ZnO/石墨烯复合物的制备及其光催化性能[J]. 物理化学学报, 2017, 33(11): 2284-2292. doi: 10.3866/PKU.WHXB201705184 shu
Citation:  ZHANG Yun-Long,  ZHANG Yu-Zhi,  SONG Li-Xin,  GUO Yun-Feng,  WU Ling-Nan,  ZHANG Tao. Synthesis and Photocatalytic Performance of Ink Slab-Like ZnO/Graphene Composites[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2017, 33(11): 2284-2292. doi: 10.3866/PKU.WHXB201705184 shu

砚状ZnO/石墨烯复合物的制备及其光催化性能

摘要: 采用一步溶液法制备了具有砚状形貌的ZnO/石墨烯复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM)等研究不同制备条件下ZnO形貌、石墨烯的复合状态和砚状ZnO的生长机理;通过测试300 W氙灯对甲基蓝溶液(MB)的光催化效率,研究制备条件、形貌结构对复合物的光催化性能的影响;通过对复合物光致发光(PL)光谱以及紫外-可见光谱测试,研究石墨烯复合物对光生电子-空穴对的复合以及光吸收效率的影响。研究结果表明,砚状ZnO的生长机理为“掏蚀机理”;复合石墨烯增强了这种ZnO的光吸收效率、降低了ZnO的带隙,并且降低了光生电子-空穴对复合几率,有利于提高光催化性能;砚状ZnO的砚底上表面粗糙,有利于反应面积的增加,砚底的厚度较薄,有利于光生电子-空穴对在较强的内建电场下迅速向相反方向分离,降低其复合几率,从而使其具有优异的光催化性能。

English

    1. [1]

      (1) Hoffmann, M. R.; Martin, S. T.; Choi, W.; Bahnemann, D. W. Chem.Rev. 1995, 95, 69. doi: 10.1021/cr00033a004

    2. [2]

      (2) Pekakis, P. A.; Xekoukoulotakis, N. P.; Mantzavinos, D. Water Res. 2006, 40, 1276. doi: 10.1016/j.watres.2006.01.0

    3. [3]

      (3) Chen, C.; Ma, W.; Zhao, J. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 4206. doi: 10.1039/b921692h

    4. [4]

      (4) Chong, M. N.; Jin, B.; Chow, C. W. K.; Saint, C. Water Res. 2010, 44, 2997. doi: 10.1016/j.watres.2010.02.039

    5. [5]

      (5) Linsebigler, A. L.; Lu, G.; Yates, J. T. Chem. Rev. 1995, 95, 735. doi: 10.1021/cr00035a013

    6. [6]

      (6) Ashkarran, A. A.; Mohammadi, B. Appl. Surf. Sci. 2015, 342, 112. doi: 10.1016/j.apsusc.2015.03.030

    7. [7]

      (7) Li, B.; Wang, Y. J. Phys. Chem. C 2010, 114, 890. doi: 10.1021/jp909478q

    8. [8]

      (8) Chen, J.; Bi, H.; Sun, S.; Tang, Y.; Zhao, W.; Lin, T.; Wan, D.; Huang, F.; Zhou, X.; Xie, X.; Jiang, M. ACS Appl. Mater.Inter. 2013, 5, 1408. doi: 10.1021/am302825w

    9. [9]

      (9) Li, B.; Liu, T.; Wang, Y.; Wang, Z. J. Colloid Interface Sci. 2012, 377, 114. doi: 10.1016/j.jcis.2012.03.060

    10. [10]

      (10) Hao, C.; Yang, Y.; Shen, Y.; Feng, F.; Wang, X.; Zhao, Y.; Ge, C. Mater. Des. 2016, 89, 864. doi: 10.1016/j.matdes.2015.10.041

    11. [11]

      (11) Jang, E. S.; Won, J. H.; Hwang, S. J.; Choy, J. H. Adv. Mater. 2006, 18, 3309. doi: 10.1002/adma.200601455

    12. [12]

      (12) Mclaren, A.; Valdes-Solis, T.; Li, G.; Tsang, S. C. J. Am.Chem. Soc. 2009, 131, 12540. doi: 10.1021/ja9052703

    13. [13]

      (13) Hummers, W. S.; JR; Offeman, R. E. J. Am. Chem. Soc. 1958, 1339. doi: 10.1021/ja01539a017

    14. [14]

      (14) Chen, Z.; Zhou, Y.; Weng, L.; Zhao, D. Cryst. Growth Des. 2008, 8, 4045. doi: 10.1021/cg800374s

    15. [15]

      (15) Huang, M.; Yan, Y.; Feng, W.; Weng, S.; Zheng, Z.; Fu, X.; Liu, P. Cryst. Growth Des. 2014, 14, 2179. doi: 10.1021/cg401676r

    16. [16]

      (16) Sun, S.; Zhang, X.; Zhang, J.; Song, X.; Yang, Z. Cryst.Growth Des. 2012, 12, 2411. doi: 10.1021/cg300058p

    17. [17]

      (17) Fu, D.; Han, G.; Chang, Y.; Dong, J. Mater. Chem. Phys. 2012, 132, 673. doi: 10.1016/j.matchemphys.2011.11.085

    18. [18]

      (18) Chen, Y.; Zhao, H.; Bin Liu; Yang, H. Appl. Catal. B-Environ. 2015, 163, 189. doi: 10.1016/j.apcatb.2014.07.044

    19. [19]

      (19) Wu, X.; Wen, L.; Lv, K.; Deng, K.; Tang, D.; Ye, H.; Du, D.; Liu, S.; Li, M. Appl. Surf. Sci. 2015, 358, 130. doi: 10.1016/j.apsusc.2015.08.061

    20. [20]

      (20) Moussa, H.; Girot, E.; Mozet, K.; Alem, H.; Medjahdi, G.; Schneider, R. Appl. Catal. B-Environ. 2016, 185, 11. doi: 10.1016/j.apcatb.2015.12.007

    21. [21]

      (21) Zhou, M.; Lou, X. W. D.; Xie, Y. Nano Today 2013, 8, 598. doi: 10.1016/j.nantod.2013.12.002

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  1
  • 文章访问数:  472
  • HTML全文浏览量:  13
文章相关
  • 收稿日期:  2017-03-20
  • 修回日期:  2017-05-10
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章