ZnO/CuO復合材料的制備及光催化性能的研究

孫 宏，張 澤，陳佳慧，王 穎，辛建嬌

（1.齊齊哈爾大學化學與化學工程學院，黑龍江齊齊哈爾 161006；2.齊齊哈爾市環(huán)境監(jiān)測中心站，黑龍江齊齊哈爾 161005）

印染廢水化學需氧量高、色度深、毒性大、難降解有機物含量高，是目前最主要的水環(huán)境污染源之一。半導體光催化劑能利用太陽能降解環(huán)境污染物，既解決了環(huán)境污染問題，又減少了對不可再生能源的使用。ZnO 作為傳統(tǒng)的半導體材料，因高效、價廉、無毒被廣泛用在光催化降解有機污染物。但ZnO 的帶隙能為3.37 eV，只能吸收太陽光中的紫外光（約占太陽光的4%），不能充分利用太陽光；另外，產(chǎn)生的光生載流子復合較快，電子-空穴對不能有效分離并遷移到催化劑的表面進行光催化反應，致使光催化活性不強。目前改進ZnO 催化活性的方法有金屬摻雜和沉積［1-2］、非金屬摻雜［3］、半導體材料復合［4-5］，上述方法都存在制備工藝復雜、催化過程需要氙燈或微波等問題。

本課題采用自制的ZnO/CuO復合材料在太陽光下催化氧化水中的染料羅丹明B(RhB)，具有設備投入少，適合處理天然水系中有機污染物的優(yōu)勢。

1 實驗

1.1 試劑與儀器

試劑：硝酸銅、硝酸鋅、聚乙二醇（相對分子質(zhì)量2 000）、氫氧化鈉、羅丹明B（分子式如下）、無水乙醇（均為分析純），實驗用水為去離子水。

儀器：NICOLET-380 傅里葉變換紅外光譜儀，D8-FOCUS X 射線衍射儀，F(xiàn)PIA-3000 馬爾文濕法粒度和粒形分析儀，TU-1901紫外可見分光光度計。

1.2 CuO 的制備

稱取0.1 g Cu(NO3)2·3H2O 于250 mL 三口燒瓶中，加入30 mL 水溶解，在不斷攪拌下滴加一定量的NaOH 溶液，使完全生成藍色的Cu(OH)2沉淀，抽濾，用去離子水反復洗滌多次，110 ℃干燥2 h，在馬弗爐中于300 ℃焙燒2 h 后取出，制得黑色CuO 粉末，冷卻研磨后備用。……