纵向多孔及实心ZnO微纳米棒的制备、表征及其光催化性能研究

李镇江^1,2,3，张运搏¹，孟阿兰⁴，邢静⁴，胡居秀³

1. 青岛科技大学材料科学与工程学院2. 青岛科技大学中德科技学院3. 青岛科技大学机电工程学院山东省高分子材料先进制造技术重点实验室4. 青岛科技大学化学与分子工程学院生态化工国家重点实验室

摘 要：以硝酸锌和六次甲基四胺为原料,水为溶剂,采用低温水热法制备出具有优异光催化性能的六方纤锌矿结构ZnO微纳米棒,并研究了合成过程中磁力搅拌及原料溶液浓度对制备产物形貌及光催化性能的影响,建立了其光催化降解甲基橙的动力学方程。结果表明,搅拌条件下制备的产物为纵向多孔的棒状ZnO,无搅拌条件下制备的产物为实心ZnO纳米棒.优选出的硝酸锌和六次甲基四胺浓度均为0.025mol/L。相比于实心ZnO纳米棒,纵向多孔的棒状ZnO具有更优异的光催化性能,在紫外光照射20min后,对甲基橙的降解率达到100%。通过动力学模型拟合发现,纵向多孔的棒状ZnO具有更大的催化速率常数(0.2942 min^-1),是实心ZnO纳米棒催化速率常数(0.1306min^-1)的2.25倍。

关键词：ZnO微纳米棒;纵向多孔;低温水热法;光催化性能;