纳米ZrOx-ZnO催化剂的制备及性能研究

摘要

采用表面活性剂辅助水热法制备了适用于微波辅助光催化水处理工艺的高效纳米ZrOx-ZnO复合光催化剂。以XPS、XRD、SEM-EDX和UV-vis技术对复合催化剂进行了表征。复合催化剂为表相复合的混晶结构,ZnO和ZrOx之间未形成化学键,晶粒尺寸约为10nm。XPS结果表明,在复合催化剂中Zr元素以+2、+3、+4三种价态共存于晶体中,结合工艺对比实验结果可推断,多价态共存的状态使催化剂对微波有更好的响应。DRS表征结果显示,复合催化剂在254nm紫外光下的活性较单组分催化剂明显提高。以双酚A为目标物对复合催化剂的微波辅助光催化性能进行了评价。ZrOx-ZnO催化剂具有远高于Degussa P25 TiO2和ZnO的微波辅助光催化性能。结合实验分析ZrOx-ZnO催化剂的高微波辅助光催化活性是由其对微波场更好的响应和其表相复合结构对光生电子空穴对的有效分离共同作用形成的。