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1. 研究目的与意义及国内外研究现状

晶须是由高精度单晶生长成的短纤维，由于晶须的晶体完整，不含有普通材料中存在的孔洞、位错和颗粒界面等缺陷，原子排列高度有序，其密度、强度都接近理想晶体体的理论值，具有极高的强度和弹性模量。纳米尺度的zno由于其小尺寸效应及量子限域效应具有十分良好的物理性质，在光电领域有着十分重要的应用如光电导探测器、发光二极管等。随着污染问题日益引起人们的关注，利用半导体光催化材料处理有机氧化物引人注目。近年来氧化锌晶须的光催化氧化技术作为一种高级氧化技术已应用于有机物的降解。理论上来讲，只要半导体可吸收的光能不小于其能隙，能产生光生电子空穴对，那么该半导体就可以作为光催化剂。已有研究表明通过不同的离子修饰氧化锌晶须可以有效的提高其光催化效率，如ag，cu等金属离子，但关于铁修饰氧化锌晶须的光催化特性的研究较少。研究不同程度的铁修饰氧化锌晶须的光催化反应效率测试，提高氧化锌晶须对有机物光降解的能力。

国内外研究现状

在目前的光催化处理污水的研究中二氧化钛是应用最广泛研究最多的光催化剂。然而越来越多的研究者将研究重点转移到与禁带宽度相近的氧化锌上，由于其高的光催化活性、无毒、适用性强以及价格等优势被认为是对最有威胁的竞争对手。能有效地吸收紫外光光子能量，同时在其表面产生光生电子和空穴，生成的这些光生电子和空穴对于染料分子和气体污染物分子等有机污染物都表现出优异的降解活性。一些研究发现在紫外光照射的条件下对某些有机污染物分子（如苯基苯酷、亚甲基蓝、硫酸盐黑液、木质素和甲基橙等进行催化降解时表现出优异的光催化活性。

与传统意义的晶体相比，四针状氧化锌晶须晶体具有特殊的比表面积和表面陷讲，由于光催化反应一般都发生在催化剂的表面，因此催化剂表面特殊的化学态能有效提高催化剂对污染物分子的降解效率，这使得相比于传统意义的而言具有更高的光催化活性。然而单一体系的催化剂在光照条件下产生的光生载流子极易复合消失，具有特殊表面化学态的也同样如此。因此，目前亟待解决的问题是怎样降低单一体系催化剂的光生电子和空穴的复合率，提高其光催化活性。降低半导体催化剂中光生电子与光生空穴复合的方法很多，如贵金属沉积法、过渡金属离子掺杂法以及复合半导体法等。与所有降低光生电子与光生空穴复合的方法相比，复合半导体法是一种提高光催化效率的单易行的方法。铜系氧化物和是典型的型窄禁带半导体，由于其环境毒性小、较易合成等优点成为最突出的且比较有潜力的复合材料。

2. 研究的基本内容

查阅国内外的文献介绍氧化锌晶须的物理性质、基本特性、四针状氧化锌晶须的结构及氧化锌晶须在光催化领域的研究现状分析在研究的进展和应用。介绍制备氧化锌晶须的常用方法，并通过热蒸发法制备性能良好的氧化锌晶须。

测试氧化锌晶须的光催化效率，用不同浓度的Fe离子修饰氧化锌晶须并测试其在相同条件下对罗明丹b降解的光降解效率，通过在实验中的观察及查阅的国内外文献资料分析通过掺杂Fe离子提高氧化锌晶须的光催化效率的原因完成论文的撰写。

3. 实施方案、进度安排及预期效果

实验方案

1制备

将锌粉以2:1的质量比与活性炭混合。将结果混合物放入容器中并放入马弗炉。加热过程通过将温度保持在800℃持续30分钟并自然冷却至室温，即可制备氧化锌晶须。制备fe修饰的zno晶须。 fe / [zn fe]的摩尔比分别保持在1％，2％，3％。将适量的feno₃溶解在100ml乙醇中。然后，将3gzno晶须倒入所得溶液中，并在室温下搅拌1小时。将混合物放入玻璃容器中并在80℃下保持6小时去除其湿度。将所得混合物放入容器中，在马弗炉中在800℃加热半小时。

4. 参考文献

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