阴极辉光放电电解制备纳米ZnO

作者：陆泉芳^*; 郝小霞; 冯妍; 马晓娟; 王波; 俞洁

来源：材料导报, 2023, 1-14.

• 阴极辉光放电电解(CGDE)
• 等离子体
• 纳米氧化锌
• 制备机理

以Pt针为阴极，Zn片为阳极，2 g/L Na2SO4溶液为电解质，在530～650 V放电电压下，利用阴极辉光放电电解(CGDE)技术一步制得纳米ZnO颗粒。用XRD， SEM， FT-IR， XPS等对产物的结构、组成和形貌进行了表征，利用UV-vis DRS计算了纳米ZnO 颗粒的带隙能，用UV–vis研究了纳米ZnO粒子光催化降解亚甲基蓝(MB)的行为，并探讨了制备机理。结果表明，580 V下得到的纳米ZnO颗粒有一定的团聚，加入表面活性剂PVP能够降低纳米ZnO颗粒的团聚；材料的形貌随PVP浓度和放电电压的变化而变化。当电压为530 V，加入0.0031% (w/w)的PVP时，得到尺寸约200 nm、带隙能为3.22 eV的纺锤状纳米ZnO；随电压升高，颗粒尺寸分布较宽。在紫外光照射30 min后，加入PVP所制备的ZnO光催化降解MB的降解率由78.5%提高到87.3%，说明加入PVP后制备的ZnO的光催化性能更优。CGDE制备纳米ZnO的机理为：放电过程中阳极Zn片氧化溶解为Zn2+，然后Zn2+迁移到阴极辉光区，与等离子体-液体界面产生的OH-反应生成[Zn(OH)4]2-，最后[Zn(OH)4]2-从等离子体-液体界面区转移到溶液中，产生ZnO晶粒。

• 单位
  化学化工学院; 西北师范大学