单壁碳纳米管显著增强的ZnO可见光催化活性

卢艳红; 徐艳红; 张素玲; 白晓杰; 黄毅; 陈永胜

doi:10.3969/j.issn.0438-1157.2014.07.048

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单壁碳纳米管显著增强的ZnO可见光催化活性

材料化学工程与纳米技术 | 更新时间：2025-12-10

- 单壁碳纳米管显著增强的ZnO可见光催化活性
- Visible-light photocatalytic activity of ZnO enhanced by single-walled carbon nanotubes
- 化工学报 2014年第7期页码：2855-2860
- 作者机构：
  
  1. 廊坊师范学院化学与材料科学学院,河北,廊坊,065000
  2. 南开大学化学学院高分子所, 天津化学化工协同创新中心,天津,300071
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.3969/j.issn.0438-1157.2014.07.048
  中图分类号： 643X703
- 网络首发：2014-07-05，
  
  纸质出版：2014-07-05
- 稿件说明：
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卢艳红, 徐艳红, 张素玲, 等. 单壁碳纳米管显著增强的ZnO可见光催化活性[J]. 化工学报, 2014,(7):2855-2860.

LU Yanhong, XU Yanhong, ZHANG Suling, et al. Visible-light photocatalytic activity of ZnO enhanced by single-walled carbon nanotubes[J]. CIESC Journal, 2014, (7): 2855-2860.
卢艳红, 徐艳红, 张素玲, 等. 单壁碳纳米管显著增强的ZnO可见光催化活性[J]. 化工学报, 2014,(7):2855-2860. DOI： 10.3969/j.issn.0438-1157.2014.07.048.

LU Yanhong, XU Yanhong, ZHANG Suling, et al. Visible-light photocatalytic activity of ZnO enhanced by single-walled carbon nanotubes[J]. CIESC Journal, 2014, (7): 2855-2860. DOI： 10.3969/j.issn.0438-1157.2014.07.048.

摘要

利用醋酸锌为原料，采用溶胶-凝胶法制备了单壁碳纳米管（SWMTs）和氧化锌的纳米复合物（ZnO/SWNTs）。用X射线衍射光谱（XRD）、拉曼光谱、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、热重分析（TGA）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）以及紫外-可见吸收光谱（UV-Vis）对复合物进行了表征。结果显示，粒径为10～20 nm的ZnO粒子均匀地负载在SWNTs表面，且在可见光区具有很好的光吸收性能。研究了ZnO/SWNTs光催化剂在太阳光照射下对甲基橙和亚甲基蓝的光催化降解情况。结果表明，复合物的催化活性明显高于ZnO。对于甲基橙，光照200 min后，降解率为99.8%，是纯ZnO（4.8%）的20倍；对于亚甲基蓝，仅光照20 min，降解率就达到了98.4%，是纯ZnO（4.0%）的25倍。

Abstract

Nanocomposite ZnO/SWNTs of zinc oxide (ZnO) and single-walled carbon nanotubes (SWNTs) were fabricated by a sol-gel method using Zn(CH3COO)2·2H2O as raw material. The samples were characterized by X-ray diffraction spectroscopy

Raman spectroscopy

scanning electron microscopy

transmission electron microscopy

thermogravimetric analysis

Fourier transformed infrared spectroscopy and ultraviolet-visible spectroscopy. The results show that ZnO nanoparticles with the size of about 10 — 20 nm are closely deposited on the sidewalls of SWNTs and the nanocomposite presents enhanced absorption ability in the visible region. The composite exhibits a dramatically improved photocatalytic activity to decompose methyl orange and methylene blue in aqueous solutions under natural light. The photodegradation rate for methyl orange is 99.8% after 200 min

which is about 20 times that of pure ZnO (4.8%). For methylene blue

the degradation rate reaches 98.4% after 20 min

which is about 25 times that of pure ZnO (4.0%).

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