ZnS改性CNT与活性氧分子生成机制研究开题报告

1. 研究目的与意义

zns作为一种重要的Ⅱ一Ⅵ族宽禁带半导体材料，其室温带隙能为3．6～3．8 ev，激子束缚能为 40 mev，具有优异的光、电及催化性能，在紫外发光二极管和激光器、平板显示器、传感器、红外窗口 材料、光催化等许多领域有着广泛的用途．d-s]在过去的几年中，人们利用各种物理化学方法已成功制 备出多种zns纳米结构材料，如纳米线、纳米管、纳米带以及量子点等．并对这些纳米材料的物理化 学性质进行了广泛研究，其中它们的光学性质更是人们关注的一个热点h81；但是对zns纳米材料本 身因存在缺陷或杂质而引入的发光中心以及如何消除这些缺陷的研究却相对较少．实际上，研究材料 本身结构缺陷有助于认识材料的发光性质，更准确地分析掺杂引起的发光性质，因此对材料本身结构 缺陷的研究是十分必要的．另外，zns作为一种半导体光催化材料，其可在紫外光激发条件下发生光 催化反应而降解有毒有机污染物，具有氧化能力强、能耗低、易操作、无二次污染及设备结构简单等特 点，因此zns的光催化性能也是人们研究的一个热点问题。

为了提高催化剂的光催化效率，需要解决的就是光生电子和空穴的分离问题。cnt以其良好的电子传输性能以及电子捕获能力，被广泛的应用于延长半导体材料的光生载流子的寿命，同时碳纳米管(carbon nanotube，cnt)拥有极大的比表面积，极高的化学稳定性， 纳米级中空管腔结构，优良的电子导体和吸附性能，被认为是理想的催化剂载体。故将其作为催化剂的载体制备复合材料，能有效降低电子与空穴的复合率，从而提高催化速率，还可以提高对可见光的吸收，开发利用太阳能资源，现在成为世 界范围内的研究热点。

2. 研究内容和预期目标

采用化学沉淀法来制备zns/cnt样品，采用zns作为半导体光催化材料，是因为其可在紫外光激发条件下发生光催化反应而降解有毒有机污染物，具有氧化能力强、能耗低、易操作、无二次污染及设备结构简单。cnt是因为其良好的电子传输性能以及电子捕获能力，而被广泛的应用于延长半导体材料的光生载流子的寿命。1）查阅复合物制备的合成方法。

2）参照文献的方法制备zns材料，cnt氧化以及复合物

3）用光谱学方法（紫外-可见光谱、红外光谱）进行表征。

3. 研究的方法与步骤

1. cnt 氧化实验步骤：

1.将6mol/l硝酸（189-1000ml）：6mol/l硫酸（326-1000ml）=1:3混合溶液a 100ml。2.然后将0.6g碳纳米管放入溶液a，70度回流6小时，用蒸馏水清洗三次后，过滤并干燥。3.将上述所得的产物0.03g氧化碳纳米管和10ml无水乙醇的混合物放入玻璃烧杯中，并用超声波分散，直至醇完全挥发。

2. zns制备zncl2溶于去离子水， na2s5h2o逐滴加入，室温搅拌30min. 混合物搅拌 6小时。然后80度干燥，得到粉末。

4. 参考文献

[1] h. huang, h.c. zhang, y. liu, z. ma, h. ming, h.t. li, z.h. kang, (pt-c60)@sio2 nanocomposites for convenient chemical hydrogen storage, j. mater. chem., 22, 20153-20157, 2012.

[2] z.s. li, t. yu, z. g. zou,j. h. ye, degradation in photocatalytic activity induced by hydrogen-related defects in nano-linbo3 material, appl. phys. lett., 88, 071917, 2006.

[3] z. g. zou, j. ye, k. sayama and h. arakawa, direct splitting of water under visible light irradiation with an oxide semiconductor photocatalyst, nature, 414, 625, 2001.

5. 计划与进度安排

1，2013-02-26～2013-03-20 查阅文献，制定实验方案，完成开题报告。

2，2013-03-21～2013-04-14 熟悉毕业设计研究的发展，掌握基本实验操作，并开始实验。

3，2013-04-15～2013-04-20 总结前期工作，完成中期汇报。