一种提高ZnO纳米棒阵列光催化性能的方法技术

本发明专利技术公开的一种提高ZnO纳米棒阵列光催化性能的方法，具体按照以下步骤实施：首先，ZnO种子层衬底的制备，其次，ZnO纳米棒阵列薄膜的制备，最后，将所制备得到的ZnO纳米棒阵列薄膜的进行进一步处理，在压电光催化过程中，开启紫外灯管，运行摇床震荡器，利用紫外分光光度计(波长为466nm)中测量其压电光催化前后的吸光度，并计算其压电光催化效率。本发明专利技术公开的方法优点是利用光催化过程中水流波动的能量来提高ZnO纳米棒阵列的光催化性能。

A method to improve the photocatalytic properties of ZnO nanorod arrays

A method for improving the photocatalytic performance of a ZnO nanorod array is disclosed in the present invention, in accordance with the following steps: first, preparation of the ZnO seed layer substrate, second, the preparation of the ZnO nanorod array film, and further processing of the prepared ZnO nanorod array film, in the piezoelectric photocatalytic process. The UV light tube was opened, the vibrator was operated and the UV spectrophotometer (wavelength of 466nm) was used to measure the absorbance before and after the piezo photocatalytic catalysis, and the piezoelectric photocatalytic efficiency was calculated. The advantage of the method disclosed is that the photocatalytic performance of the ZnO nanorod array can be enhanced by using the energy of water fluctuation in the photocatalysis process.

【技术实现步骤摘要】
一种提高ZnO纳米棒阵列光催化性能的方法
本专利技术属于纳米材料
，涉及一种提高ZnO纳米棒阵列光催化性能的方法。
技术介绍
半导体光催化剂利用太阳光进行能量转换或环境净化，在污染物降解、光解水制氢、太阳能电池等领域应用前景广阔。由于制备工艺简单、成本低、无毒、光化学稳定性好、氧化还原能力强等优点，使ZnO成为最有可能替代TiO2的半导体光催化剂。但ZnO光催化剂难以重复利用、光生载流子分离效率低导致其光催化活性不高的问题严重阻碍了ZnO光催化剂的工业化应用。通过制备ZnO纳米棒阵列可解决ZnO光催化剂难以重复利用的问题。为了提高ZnO光催化剂光生载流子分离效率，许多研究工作者将ZnO与其他窄禁带半导体光催化剂进行复合形成异质结，通过异质结来分离光生载流子。但是，光生电子和空穴分别在两种半导体间向低位导带和高位价带的转移降低了光催化剂的还原或氧化能力，同时，这类复合光催化剂在光催化过程中电子空穴对的分离效率依然很低。也有人通过对ZnO光催化剂施加电场或磁场来提高其光催化效率，但这种方法对设备要求较高，难以获得实际应用。由于ZnO具有压电特性，因此，可以利用ZnO的极化电场来提升本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高ZnO纳米棒阵列光催化性能的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、ZnO种子层衬底的制备；步骤1.1、将FTO衬底放入体积比为1:1:1的无水乙醇‑丙酮‑异丙酮混合溶液中，超声清洗后取出，用去离子水冲洗干净，并放入烘箱中烘干备用；步骤1.2、将一定量的Zn(CH3COO)2和NaOH固体分别溶于乙醇中，然后，取上述Zn(CH3COO)2和NaOH溶液分别加入一定量的乙醇溶液再进行稀释，之后将上述两种稀释后的溶液分别水浴加热到65℃后混合，并在65℃下保温一段时间，自然冷却后得到的ZnO种子层溶液，将ZnO种子层溶液涂敷于FTO衬底上，待其自然蒸发后进行下一次涂敷，重复涂敷多次...

【技术特征摘要】
1.一种提高ZnO纳米棒阵列光催化性能的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1、ZnO种子层衬底的制备；步骤1.1、将FTO衬底放入体积比为1:1:1的无水乙醇-丙酮-异丙酮混合溶液中，超声清洗后取出，用去离子水冲洗干净，并放入烘箱中烘干备用；步骤1.2、将一定量的Zn(CH3COO)2和NaOH固体分别溶于乙醇中，然后，取上述Zn(CH3COO)2和NaOH溶液分别加入一定量的乙醇溶液再进行稀释，之后将上述两种稀释后的溶液分别水浴加热到65℃后混合，并在65℃下保温一段时间，自然冷却后得到的ZnO种子层溶液，将ZnO种子层溶液涂敷于FTO衬底上，待其自然蒸发后进行下一次涂敷，重复涂敷多次保证ZnO种子层厚度，最终获得ZnO前驱体膜；步骤1.3、将步骤1.2所得的ZnO前驱体膜置于马弗炉中，恒温反应一定时间，获得ZnO种子层衬底；步骤2、ZnO纳米棒阵列薄膜的制备；步骤2.1、将步骤1制备好的ZnO种子层衬底放入聚四氟乙烯反应釜内衬中，保持ZnO种子层衬底向下，然后，将聚乙烯亚胺、六次甲基四胺和硝酸锌固体依次加入到去离子水中形成混合溶液，并转移到反应釜内衬中；步骤2.2、将步骤2.1所述的反应釜放入干燥箱中进行水热反应后，自然冷却至室温，得到生长有ZnO薄膜的种子层衬底，用去离子水冲洗后，干燥；步骤2.3、将干燥后的样品重复进行3次上述步骤2.2的操作；步骤2.4、将步骤2.3所得样品置于马弗炉中恒温反应一段时间，获得ZnO纳米棒阵列薄膜；步骤3、将步骤2所制备得到的ZnO纳米棒阵列薄膜的进行进一步处理，具体操作如下：将步骤2制备得到的ZnO纳米棒阵列薄膜样品放入铁丝笼中，将石英玻璃球置于样品上，铁丝笼被放入盛有40mL1mg/L的甲基橙溶液的烧杯中，最终，烧杯被固定于摇床振荡器中，在压电光催化过程中，开启紫外灯管，运行摇床...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵敬忠，白杨，吕振林，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61