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实验沉淀法制备纳米氧化锌粉体
本实验采用沉淀法制备纳米氧化锌粉体。
沉淀法是一种化学反应沉淀物形成的方法，
通过控制反应条件和物质浓度，可以制备出不同形状和尺寸的纳米材料。
此方法操作简便，且制备出的产物具有较高的纯度和稳定性。
实验步骤如下：
1.将0.5 mol/L的硝酸锌溶液和0.5 mol/L的氨水溶液分别放入两个棕色草酸烧杯中。
注意要保持溶液的相对浓度相同。
2.将氨水溶液滴加到硝酸锌溶液中，同时使用玻璃搅拌棒搅拌，直到反应液变为乳白
色悬浮液。
搅拌时间约为10分钟。
3.将制备好的纳米氧化锌悬浮液通过滤纸过滤，并使用蒸馏水洗涤几次，以去除余留
的氨水和硝酸离子。
4.将过滤后的纳米氧化锌沉淀用乙醇和热水脱水，然后干燥。
此时产生了均匀的纳米
氧化锌粉末。
5.为了控制氧化锌的粒径，可以改变氨水和硝酸锌的浓度，或者改变反应时间和温度
等反应条件。
实验注意事项：
1.实验过程中要避免吸入或接触硝酸锌、氨水等有害化学物质。
2.制备纳米氧化锌粉末时，要保持反应体系的纯度，避免杂质的干扰。
3.沉淀法制备纳米材料时，反应时间、温度和物质浓度等条件应根据具体情况进行控制，以使产物的形状和尺寸满足要求。
4.实验过程中要注意实验室安全，遵守安全操作规程，配备相应的防护措施。
综上所述，通过沉淀法制备纳米氧化锌粉体的实验步骤简单，产物纯度高，可以通过
调节反应条件控制纳米氧化锌的粒径。
这种方法可以应用于制备其他纳米材料，并具有广
泛的应用前景。
ZnO纳米粉体制备与表征一实验目的1．了解氧化锌的结构及应用2．掌握“共沉淀和成核/生长隔离、水热法和微波水热、溶胶-凝胶法、反相微乳液”技术制备纳米材料的的方法与原理。
3．了解同步热分析仪、X-射线衍射仪、扫描电子显微镜（SEM）与比表面测定仪等表征手段和原理二基本原理2.1 氧化锌的结构氧化锌（ZnO）晶体是纤锌矿结构，属六方晶系，为极性晶体。
氧化锌晶体结构中，Zn原子按六方紧密堆积排列，每个Zn原子周围有4个氧原子，构成Zn-O4配位四面体结构，四面体的面与正极面C(00001)平行，四面体的顶角正对向负极面(0001)，晶格常数a=342pm, c=519pm,密度为5.6g/cm3，熔点为2070K,室温下的禁带宽度为3.37eV. 如图1-1、图1-2所示：图1-1 ZnO晶体结构在C (00001)面的投影图1-2 ZnO纤锌矿晶格图2.2 氧化锌的性能和应用纳米氧化锌(ZnO)粒径介于1- 100nm 之间, 由于粒子尺寸小, 比表面积大, 因而, 纳米ZnO 表现出许多特殊的性质如无毒、非迁移性、荧光性、压电性、能吸收和散射紫外线能力等, 利用其在光、电、磁、敏感等方面的奇妙性能可制造气体传感器、荧光体、变阻器、紫外线遮蔽材料、杀菌、图象记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。
同时氧化锌材料还被广泛地应用于化工、信息、纺织、医药行业。
纳米氧化锌的制备是所有研究的基础。
合成纳米氧化锌的方法很多, 一般可分为固相法、气相法和液相法。
本实验采用共沉淀和成核/生长隔离技术制备纳米氧化锌粉。
2.3 氧化锌纳米材料的制备原理不同方法制备的ZnO晶形不同，如：2.3.1 共沉淀和成核/生长隔离法借助沉淀剂使目标离子从溶液中定量析出是材料制备领域液相法的重要技术。
常规共沉淀制备是将盐溶液与碱溶液直接混合并通过搅拌的方式实现，由于混合不充分，反应界面小、存在浓度梯度、反应速度和扩散速度慢，先沉淀的粒子上形成新沉淀粒子，新旧粒子的同时存在，导致粒子尺寸分布极不均匀。
实 验 2 ZnO 纳米粉体材料的制备（一）实验类型：综合性（二）实验类别：设计性实验（三）实验学时数：16（四）实验目的（1）掌握沉淀法制备纳米粉体的工作原理。
（2）了解X-射线粉末衍射仪鉴定物相的原理。
（五）实验原理纳米ZnO 是一种新型高功能精细无机材料, 其粒径介于1～ 100 nm 之间，又称为超微细ZnO 。
由于颗粒尺寸的细微化，使得纳米ZnO 产生了其本体块状材料所不具备的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子隧道效应等，因而使得纳米ZnO 在磁、光、电、敏感等方面具有一些特殊的性能, 主要用来制造气体传感器、荧光体、紫外线遮蔽材料、变阻器、图像记录材料、压电材料、压敏电阻、高效催化剂、磁性材料和塑料薄膜等。
合成纳米ZnO 的方法有多种，沉淀法工艺简单,成本低, 便于实现工业化生产。
合成纳米ZnO 的方法有多种，本实验采用化学沉淀法是在可溶性锌盐溶液中加入沉淀剂后，于一定条件下生成沉淀从溶液中析出，将阴离子洗去，经分离、干燥、热处理后，得到纳米氧化锌。
该方法操作简单，对设备和技术要求不太苛刻，产品纯度高，不易引入杂质，成本低。
X-射线粉末衍射仪是分析材料晶体结构的重要工具。
晶体的Ｘ射线衍射图象实质上是晶体微观结构形象的一种精细复杂的变换。
由于每一种结晶物质，都有其特定的结构参数，包括点阵类型、晶胞大小、单胞中原子(离子或分子)数目及位置等，而晶体物质的这些特定参数，反映在衍射图上机表现出衍射线条的数目、位置及相对强度各不相同。
因此，每种晶态物质与其Ｘ射线衍射图之间有着一一对应的关系。
任何一种晶态物质都有自己独立的Ｘ射线衍射图，不会因为他种物质混聚在一起而产生变化。
这就是Ｘ射线衍射物相定性分析的方法的依据。
根据粉体X-射线衍射图得到的相关数据，利用谢乐公式（如下），可以计算纳米粒子的晶粒尺寸。
0.89cos D λβθ=（λ为X 射线的波长，β为最强峰的半峰宽，θ 为衍射角）（六）实验内容1. 制备以Zn(NO 3)2·6H 2O 与NH 4HCO 3为原料，聚乙二醇（PEG 600）为模板剂，采用直接沉淀法将制得的沉淀，洗涤后经煅烧制备纳米ZnO 。
实验3 均匀沉淀法制备ZnO 纳米材料ZnO 是一种重要的II-VI 族半导体氧化物，属于宽带隙直接带材料（E g ≥ 2.3 eV ），广泛地应用于日常用品、塑料橡胶、太阳能电池、陶瓷工业、探测材料、压电材料、光波导以及军事隐形等方面。
ZnO 的研究主要集中在光电性质、光催化性质、气体探测器以及应用陶瓷等方面。
纳米材料的兴起，使ZnO 纳米材料的制备与应用方面的研究受到了广泛地关注。
本实验以尿素为沉淀剂，利用均匀沉淀法来制备纳米ZnO 粉体材料。
一、实验目的(1)、了解均匀沉淀法的基本原理，利用均匀沉淀法制备ZnO 纳米材料；(2)、了解X 射线粉末衍射(XRD)仪的组成，熟悉测试的一般步骤；(3)、掌握利用Jade 软件进行物相检索的一般步骤。
二、实验原理均匀沉淀法是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢地、均匀地释放出来。
所加入的沉淀剂不直接与被沉淀组分发生反应，而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中均匀地、缓慢地析出。
均匀沉淀法制备得到的产物粒子粒径分布较窄，分散性好。
本实验以硝酸锌为原料，尿素为沉淀剂，制备ZnO 纳米粉体材料。
制备过程可分为如下三个方面：(1)、尿素分解反应：()223222ΔCO NH + 3H O 2NH H O + CO ⎯⎯→↑i ； (2)、沉淀反应：()2++3242Zn + 2NH H O Zn OH + 2NH ⎯⎯→↓i ；(3)、热分解反应：()22ΔZn OH ZnO + H O ⎯⎯→↑ 三、实验仪器与试剂(1)、仪器恒温磁力搅拌器，磁子，电子天平，电热鼓风干燥箱，马弗炉，电动离心机，烧杯，量筒(50 mL)，坩埚，圆底烧瓶(150 mL)，球形冷凝管，胶管；(2)、试剂硝酸锌，尿素，蒸馏水，乙醇。
四、实验步骤(1)、按硝酸锌浓度~0.1 mol/L 、尿素浓度~0.4 mol/L ，配置50 mL 混合溶液（其中硝酸锌称取4 g ，尿素2.4 g 溶于蒸馏水中，总体积调为~50 mL ），将混合液装入圆底烧瓶中。
实验7--沉淀法制备纳米氧化锌粉体实验七 沉淀法制备纳米氧化锌粉体一、实验目的1、了解沉淀法制备纳米粉体的实验原理。
2、掌握沉淀法制备纳米氧化锌的制备过程和化学反应原理。
3、了解反应条件对实验产物形貌的影响，并对实验产物会表征分析。
二、实验原理氧化锌是一种重要的宽带隙(3.37 eV)半导体氧化物，常温下激发键能为60 meV 。
近年来，低维（0维、1维、2维）纳米材料由于具有新颖的性质已经引起了人们广泛的兴趣。
氧化锌纳米材料已经应用在纳米发电机、紫外激光器、传感器和燃料电池等方面。
通常的制备方法有蒸发法、液相法。
我们在这里主要讨论沉淀法。
沉淀法是指包含一种或多种离子的可溶性盐溶液，当加入沉淀剂(如OH --，CO 32-等)后，或在一定温度下使溶液发生水解，形成不溶性的氢氧化物、氧化物或盐类从溶液中析出，并将溶剂和溶液中原有的阴离子洗去，得到所需的化合物粉料。
均匀沉淀法是利用化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢均匀地释放出来。
而加入的沉淀剂不是立即在溶液中发生沉淀反应，而是通过沉淀剂在加热的情况下缓慢水解，在溶液中均匀地反应。
纳米颗粒在液相中的形成和析出分为两个过程，一个是核的形成过程，称为成核过程；另一个是核的长大，称为生长过程。
这两个过程的控制对于产物的晶相、尺寸和形貌是非常重要的。
制备氧化锌常用的原料是可溶性的锌盐,如硝酸锌Zn(NO 3)2、氯化锌ZnCl 2、醋酸锌。
常用的沉淀剂有氢氧化钠（NaOH ）、氨水（NH 3. H 2O ）、尿素（CO(NH 2)2）。
一般情况下，锌盐在碱性条件下只能生产Zn(OH)2沉淀，不能得到氧化锌晶体，要得到氧化锌晶体通常需要进行煅烧高温。
均匀沉淀法通常使用尿素作为沉淀剂，通过尿素分解反应在反应过程中产生NH 3 H 2O 与锌离子反应产生沉淀。
反应如下：O H NH CO O H NH CO 23222223)(⋅+→+ (1)OH -的生成：-++→⋅OH NH O H NH 423 (2)CO 32-的生成：O H CO NH CO O H NH 223422322++→+⋅-+ (3)形成前驱物碱式碳酸锌的反应：()↓⋅⋅→+++--+O H OH Zn ZnCO O H OH CO Zn 2232232243 (4)热处理后得产物ZnO ：()O H CO ZnO O H OH Zn ZnCO 22223232+↑+→⋅⋅ (5)本实验通过Zn(NO 3)2和NaOH 之间反应得到的Zn(OH)42-进行热分解反应制备了氧化锌纳米晶体。
化学沉淀法制备玫瑰花状分等级结构钨酸铋粉体材料及其光催化性能李庆灿;姜静;史俊娇;段志鹏;郑元凯;赵利民【摘要】利用化学沉淀法制备出玫瑰花状分等级结构的钨酸铋粉体材料.通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观测其结构和形貌特征.XRD结果表明合成的产物为单斜晶体结构;SEM和TEM结果表明,这种分等级结构的玫瑰花是由弯曲结构的花瓣状薄片构成,因而具有较大的比表面积.紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)表明相比于颗粒状钨酸铋,其带隙由2.6 Ev降为2.45 Ev.利用光催化降解罗丹明B(RhB)评价玫瑰花状钨酸铋的光催化性能,由于特有的分等级结构,其光催化性能明显优于颗粒状钨酸铋.【期刊名称】《聊城大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2018(031)003【总页数】9页(P52-60)【关键词】分等级结构;钨酸铋;光催化;有机染料光降解.【作者】李庆灿;姜静;史俊娇;段志鹏;郑元凯;赵利民【作者单位】聊城大学材料科学与工程学院 ,山东聊城 252059;聊城大学材料科学与工程学院 ,山东聊城 252059;聊城大学材料科学与工程学院 ,山东聊城252059;聊城大学材料科学与工程学院 ,山东聊城 252059;聊城大学材料科学与工程学院 ,山东聊城 252059;聊城大学材料科学与工程学院 ,山东聊城 252059【正文语种】中文【中图分类】O644.10 引言由于水中有机污染物所造成的环境问题对现代人类社会的可持续发展构成了巨大挑战.半导体光催化技术由于其具有高效、廉价以及无二次污染等优点被广泛应用于有机污染物的降解并成为近年来的研究热点[1-5].为提高光催化效率，有效利用太阳光，研究人员对可见光光催化剂进行了深入研究并开发出新型可见光光催化材料，如WO3[6]、ZnO[7]、Ag3PO4[8]、CdS[9]和Bi系三元氧化物[10-12]等.其中，由于Bi2WO6具有压电、铁电以及非线性电介质极化率等特殊的物理、化学性能，因而更受研究者的关注[13-16].张等研究发现，在可见光下Bi2WO6能够有效地降解水中的有机污染物并释放氧气[17].众所周知，光催化材料的形貌、尺寸和结构能够影响其光催化性能[18].分等级结构纳米材料作为一种新型的纳米结构引起了许多研究者的兴趣[19,20].近年来，许多研究人员为可控制备高度有序分等级结构的Bi2WO6 粉体材料做了大量的工作，已经成功制备出鸟巢型[21,22]、纳米微球型[23]、纳米笼型[24]、螺旋轮胎型[25]以及线型[26]分等级结构的Bi2WO6粉体材料.与上述结构相比，花状的Bi2WO6具有相对较大的比表面积，吸引了许多研究人员的关注.张和他的同事们在没有表面活性剂条件下，通过一个简单的水热过程，利用酸性前驱体溶液合成了一种花状的Bi2WO6分等级结构[27]；利用硫脲和乙酸作为络合剂，水热法成功合成了分等级结构的玫瑰花状Bi2WO6光催化剂[28].这些花状粉体材料是由大量扁平状纳米薄片互相交错构成，这种结构能够增大Bi2WO6粉体材料的比表面积，增加其催化性能.我们以十二胺为形貌调控剂，通过简单的回流，利用化学沉淀法制备出一种新型三维玫瑰花状分等级Bi2WO6粉体材料，该粉体材料由大量弯曲的花瓣状纳米薄片组成.由于花瓣状纳米薄片具有曲面，因而具有较高的比表面积，可以提供更多的反应活性位点.同时, 这种新型结构有利于电子-空穴对的转移和分离，与不加十二胺制备出的颗粒型粉体材料相比，三维玫瑰花状分等级Bi2WO6粉体材料光催化活性得到了明显的改善.1 实验1．1 制备与表征1.455 0 g Bi(NO3)3·5H2O (3.0 mmol)溶解在50 mL 0.5 M的硝酸形成A溶液；0.494 8 g Na2WO4·2H2O (1.5 mmol)溶解在50 mL蒸馏水中形成B溶液.磁力搅拌条件下，把B溶液逐滴加入到A溶液中并搅拌30 min，随后在混合溶液中加入6 mL十二胺，磁力搅拌30 min后，获得前驱体溶液.把该溶液转移到带有冷凝管的三口烧瓶中，120℃磁力搅拌24 h，得到产物.把产物离心分离，用去离子水和无水乙醇清洗三次， 80℃干燥24 h.作为比较，十二胺的含量设为0、4、6和8 mL，命名为BD0、BD4、BD6和BD8.采用Bruker AXS D8进行X射线衍射(XRD)分析，利用Cu Ka为辐射源，扫描速度0.05°/min；利用赛默飞250光谱仪测试X射线光电子能谱(XPS)，采用C 1s (284.6 eV)校准峰值位置；利用Zeiss Merlin Compact场发射扫描电子显微镜和高分辨透射电镜(Tecnai G2 F20)观察样品的微观形态；利用装有积分球的紫外-可见漫反射光谱仪(日本岛津2550)测试样品的吸光性能，以BaSO4为参比；利用NOVA4000e比表面测定系统(美国Quantachrome仪器公司)测定样品的孔径分布及比表面积.1.2 光催化实验在100 mL RhB 溶液(10 mg·L-1)中加入0.05 g样品，超声处理5 min后磁力搅拌并暗处理55 min，在样品和RhB之间建立吸附吸平衡.随后，用300 W氙灯为光源进行催化降解实验.每隔10 min，取出3 mL溶液，离心分离后利用分光光度计测试吸光度.光降解(DR)计算公式为DR =[(1-At)/A0]×100%，(1)式中A0为RhB溶液达到吸附平衡时的吸光度，At为光反应时间 t 时样品的吸光度.2 结果与讨论2.1 结构与形态图1 样品XRD图谱图1为BD0和BD6样品的XRD衍射图谱，从图中可知，样品所出现的峰与标准卡片(JCPDS No.73-1126)相一致，并且没有出现杂质峰，说明制得的样品为单斜晶型Bi2WO6.从图中可以看出，位于28.3处的(131)晶面明显，各衍射峰均具有较大的宽化现象.这是因为产物粒径为薄层状，厚度较低；同时，由于采用化学沉淀法制备，结晶度比较低.相比于BD0，BD6样品的衍射角向小角度方向移动，说明样品的晶粒尺寸发生变化，这与后面的扫描电镜图片相对应.利用XPS对样品的表面结构进行研究，图2(a)显示了BD0和BD6样品的XPS光谱总图，从图中可以发现W 4f、W 4d、Bi 4f、Bi 4d、Bi 4p、O 1s和O俄歇电子的特征峰，说明制得的样品均由Bi、W和O元素组成，与EDS的结果一致.图2(b)中BD0的位于530.5e V处，但是，BD6的O 1s峰呈现两个峰值，分别位于529.6和532.1 eV.529.6 eV的峰归属于Bi2WO6的晶格氧，532.1 eV的峰归属于样品的表面吸附氧.图2(c)为W 4f给高分辨谱，BD0样品中结合能位于35.5和37.6 eV的峰分别归属于W的4f7/2和4f5/2电子[29]，图2(d)为Bi的4f给高分辨谱，BD0样品中结合能位于159.4和164.8 eV的峰分别归属于Bi的4f7/2和4f5/2电子[30].从图2(c)、(d)中可以明显看出，与BD0相比BD6样品中Bi 4f 和W 4f 的结合能分别向低结合能蓝移了0.5和0.6 eV.众所周知，电子浓度的增加(或减少)可以加强(或降低)电子屏蔽效应，从而导致结合能峰值的蓝移(或红移).在BD6中，Bi和W元素的结合能峰值向蓝移，这意味着样品表面电子浓度增加，这有利于光催化反应[31，32].图2 BD0和BD6的XPS谱图(a)总谱(b)O1s谱(c)W4f谱(d)Bi4f谱图3为BD6的场发射扫描电镜图.从图3(a)(低倍)中可以看出，在十二胺的参与下，制得的Bi2WO6为形貌均一的玫瑰花状分等级结构，单朵花的直径为2-4 μm左右.图3(b)为高倍下的SEM图，从图可以观察到，这些花状Bi2WO6是由弯曲的薄片构成，薄片的厚度大约为20 nm左右.图3(c)为BD6的EDS图谱，从图中可以看出样品由Bi、W和O三种元素组成，它们的比例接近为2:1:6，证明制备的样品为钨酸铋.图4中所示为玫瑰花状BD6样品中花瓣薄片的高分辨率透射电镜图(HRTEM).从图中可以看出，Bi2WO6花瓣边缘部分的高分辨透射电镜图片对应花瓣的纵切面，其晶面间距约为0.272 nm，与单斜晶型Bi2WO6的(200)晶面相对应.Bi2WO6花瓣薄片的两个表面，其晶面间距约为0.324 nm，与单斜晶型Bi2WO6的(113)平面相对应.按照几何模型进行简单估算， BD6样品中 (113)晶面所占比例大约为95%.图3 BD6的场发射扫描电镜图和EDS图(a)低倍，(b)高倍，(c)EDS谱图2.2 玫瑰花状Bi2WO6形成机理为研究分等级结构玫瑰花状Bi2WO6的生长机制，在不同十二胺用量和不同反应时间条件下制备出系列样品.图5为采用不同十二胺用量时合成样品的FESEM图.如图所示，在没有十二胺，如图5(a)的情况下，制备出的样品为纳米棒及纳米颗粒构成的花状结构；在反应体系中加入4 mL十二胺时，样品中出现玫瑰花状Bi2WO6分等级结构，同时在样品还可以发现部分纳米颗粒共存，如图5(b)；当十二胺用量增加到6 mL时，样品中纳米颗粒消失，几乎全部生成玫瑰花状Bi2WO6分等级结构，如图5(c)；当十二胺用量增加到8 mL时，花状结构数量减少，出现较多花瓣状Bi2WO6薄片，可能由于玫瑰花状Bi2WO6结构分解形成.因此，十二胺的用量影响Bi2WO6的结构.图4 单个花瓣的高分辨透射电镜图图5 不同十二胺用量条件下制备的样品扫描电镜图图6为十二胺含量6 mL，在不同反应时间下制备的样品FESEM图.当反应时间为12 h时，得到的为Bi2WO6纳米颗粒，如图6(a)；当反应时间增加到16 h，出现玫瑰花状Bi2WO6，同时还存在大量的纳米颗粒共存，如图6(b)；随着时间进一步延长，反应进行到20 h时，纳米颗粒逐渐减少，更多的玫瑰花状分等级结构出现,如图6(c)；当反应时间延长到24 h时，纳米颗粒消失，形貌均一的玫瑰花状Bi2WO6分等级体系结构形成，如图6(d).根据上述实验结果，我们推测玫瑰花状Bi2WO6分等级结构的可能生长机制如图7所示.在反应的初始阶段，通过简单的沉淀反应(成核过程，步骤 a)形成大量Bi2WO6纳米颗粒.由于十二胺不溶于水，在水溶液中会形成微小液滴并且液滴表面存在大量氨基基团，能够优先与金属离子配位.因此，十二胺加入后，Bi2WO6纳米颗粒通过(Bi2O2)n2+或(WO4)2-离子(步骤 b)与氨基结合并附着在十二胺液滴表面.纳米Bi2WO6颗粒在十二胺液滴表面生长(步骤 c)；随着反应时间延长，纳米Bi2WO6颗粒经过分解-再结晶这样Ostwald熟化过程形成花瓣状Bi2WO6(步骤 d).随着反应产物增加，在搅拌作用下，十二胺表面的花瓣状Bi2WO6质量逐渐增大并脱落(步骤 e)，然后通过自组装形成玫瑰花状分等级结构(步骤 f).HRTEM结果表明Bi2WO6样品花瓣边缘为(200)平面，花瓣表面为(133)平面，说明花瓣是由(Bi2O2)n2+和(WO4)2-结构单元在沿c轴方向交错组成[34]，与形成机制相符合.图6 不同反应时间下制备的样品扫描电镜图图7 玫瑰花状Bi2WO6分等级结构形成示意图3.3 光催化性能研究表1 样品比表面积SampleBD0BD4BD6BD8SBET(m2/g)20.337.342.636.2众所周知，材料的粒度大小和比表面积与其光催化性能密切相关.表1列出了所制备样品的表面积.从表中可以看出，未加入十二胺所制备的样品BD0，它的比表面积为20.3 m2/g，加入十二胺后，制备的Bi2WO6比表面积明显增加.当十二胺的加入量为 6 mL时制备的样品BD6具有较大的比表面积(42.6 m2/g)，这意味着其可能具有更好的光催化活性.图8给出了样品BD6的N2吸附/解附等温线和孔径分布图.如图所示，BD6显示出典型的Ⅳ型等温吸附曲线，表明制备的玫瑰花状Bi2WO6具有介孔特征.同时，对应的孔径集中分布在3.7 nm左右.图8 BD6 N2吸附曲线和孔径分布图(插图)图9 紫外可见漫反射光谱图半导体的能带结构也是决定材料光催化活性[35]的一个关键因素.图9给出了样品的紫外-可见漫反射光谱(DRS).所制备的Bi2WO6吸收带边在450 nm左右，表明样品在紫外和可见光区均有较强吸收.根据文献，Bi2WO6在可见光吸收主要是由于内部能及之间的能量转换引起[36].与BD0相比，BD6的吸收边发生红移，表明BD6在可见光区域具有较强的吸收性，在可见光照射下具有较高的光催化活性.Bi2WO6是一种典型的间接半导体[37]，图9中的插图给出了BD6和BD0样品带隙图，分别为2.45 eV和2.60 eV.这意味着BD6样品中的电子更容易从VB 跃迁到CB.我们利氙灯模拟的太阳光，通过降解Rh B溶液来评价Bi2WO6光催化活性.图10(a)为BD6样品降解Rh B溶液后的吸收光谱图.从图中可以看出，随着照射时间的延长，波长为554 nm处Rh B的特征吸收峰强度逐渐降低，意味着Rh B溶液发生降解.同时，可以发现，最大吸收波长从554 nm移动到495 nm附近；相应地，实验过程中观察溶液的颜色由玫瑰红色逐渐变为浅绿色直至无色.最大吸收波长的蓝移是由于罗丹明B发生脱乙基化过程从而降解所引起的.图10(b)是三种样品的光降解效率图.不加催化剂，光照下Rh B基本没有发生降解；BD6在20 min 内几乎完全降解Rh B，明显高于BD0.罗丹明B的光催化降解过程可以近似认为一级动力学过程.图10(c)给出了三种样品的ln(c0/c)与时间的关系图，BD6样品光降解速率常数k为0.058 min-1，分别为BD0(0.007 min-1)和空白对照(0.000 5 min-1)的8倍和116倍.图10d为BD6重复使用光降解Rh B图，重复4次后，BD6样品的光催化活性并没有明显的损失.上述结果表明，制备的玫瑰花状Bi2WO6具有较高的光催化活性和稳定性.图10 BD6 光催化降解Rh B吸光光度图(a)，浓度随时间变化图(b)，动力学曲线图(c)以及重复实验图(d)为考察玫瑰花状Bi2WO6的可见光光催化活性，在氙灯上加上紫外光滤镜(λ>420 nm)用作光源进行降解Rh B测试.图11为样品在可见光照射下的光催化降解图.BD6样品在110 min内分解了约70%的Rh B，而BD 0在110 min内分解了大约20%的Rh B.图11(b)为ln(c0/c)和时间t的关系图.通过拟合，计算得BD6速率常数k为0.007 69 min-1，分别是BD0样品和空白对照组的3.94倍和19.6倍.无论模拟日光还是在可见光条件下，玫瑰花状Bi2WO6的光催化效率明显高于未加入十二胺制得的颗粒状Bi2WO6样品.这主要是由于其独特的纳米结构所致.由弯曲的花瓣状Bi2WO6构成的分等级结构使样品具有较大比表面积，因此可以提供更多的反应活性位点；另一方面，与BD0相比，BD6可以吸收更多可见光，从而提高可见光条件下的催化效率.与文献28报道的花状Bi2WO6相比，BD6具有较好的紫外光催化效果，而在可见光范围其催化效率较低.由于二者微观形貌以及纳米粒子尺寸的不同，导致二者吸收带边和带隙不同.相比文献报道的花状Bi2WO6粉体材料，我们制备的玫瑰花状Bi2WO6粉体材料吸收带边靠近紫外区，因而具有更强的紫外吸收和相对较弱的可见光吸收，从而导致二者性能上的差别. 图11 BD6可见光催化Rh B效果图：(a)催化效率，(b)动力学曲线图12 加入捕获剂后BD6样品催化降解Rh B曲线为研究玫瑰花状Bi2WO6降解机制，一些活性物种捕获剂加入到BD6光催化降解Rh B反应体系中.如图12所示，当·OH捕获剂异丙醇加入后，BD6的光催化性能没有明显改变，这说明·OH不是Rh B降解过程中的主要反应物种[40].在反应系统中加入KI，光催化反应明显被抑制；加入EDTA之外，Rh B的降解几乎完全被抑制了·KI是·OH和空穴的捕获剂，EDTA是空穴的捕获剂[41]；综合结果表明，在Bi2WO6降解Rh B过程中，空穴为主要反应物种，在反应过程中起主要作用.3 结论用简单的化学沉淀法，以十二胺为形貌调控剂制备出形貌均一、由弯曲花瓣状薄片构成的分等级玫瑰花状Bi2WO6粉体材料.玫瑰花状Bi2WO6分等级结构是通过在十二胺与水界面上成核、生长、脱落、自组装过程形成.相比未加入十二胺制备的粉体材料，玫瑰花状Bi2WO6粉体材料由于其特殊的分等级结构使其具有较大的比表面积及更好的可见光吸收，从而有利于光催化反应.利用氙灯模拟太阳光源降解罗丹明B溶液，20 min内几乎降解完全.在可见光条件下，110 min大约降解了70%.参考文献【相关文献】[1] Fujishima A. 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均匀沉淀法制备ZnO 纳米粉末材料物理 0910278 吴纯治一、实验目的1.掌握均匀沉淀法制备材料的原理、方法和步骤；2.用均匀沉淀法制备出纳米ZnO 粉体；3.熟悉离心搅拌器、电热鼓风干燥箱、离心机等仪器的使用。
二、实验原理（一）ZnO 粉末的制备方法有很多种，大体分为物理法和化学法两类。
（1） 物理法是采用特殊的粉碎技术，将普通级粉体粉碎，是从大颗粒到小颗粒的制备方法；（2） 化学法在控制条件下，从原子或分子的成核生成或凝聚为具有一定尺寸和形状的粒子。
化学法按物态又分为气相法，液相法和固相合成法，其中我们实验所用到的就是液相法中的均匀沉淀法。
（二）液相中析出纳米颗粒（1）核的形成：溶液处于过饱和的亚稳态时，由于分子或离子的运动，某区域分子易凝结成团，该团稳定后即形成晶粒。
由Kelvin 公式及过饱和度条件可知，只有满足以下条件时，晶粒才可能出现。
ln Z Mr RT S σρ=根据化学反应动力学理论，晶粒的生成速率为：3233216exp[]3(ln )MN K R T s πσρ=-（2）核的成长：晶粒在过饱和溶液中形成后，溶质不断沉积于其上，使晶粒不断长大。
晶粒线性生长速率的普遍式为：exp()BR A G T ν=∆-要想获得纳米颗粒。
必须控制好核生成和核成长之间的关系，保证核生成速率大于核成长速率。
（三）均匀沉淀法制备ZnO 粉末利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢地、均匀地释放出来。
此时，加入的沉淀剂不是立刻与被沉淀组份发生反应，而是通过化学反应使沉淀剂在整个溶液中缓慢地生成。
其特点就是构晶离子的过饱和度在整个溶液中比较均匀，所以沉淀物的颗粒均匀而致密，便于过滤洗涤，此外还可以避免杂质的共沉淀。
其化学反应方程式如下：222232()32CO NH H O CO NH H O +→↑+⋅ （1）232242()2Zn NH H O Zn O H NH +++⋅→↓+ （2） 22()()Zn O H ZnO s H O ∆−−→+↑ （3）上式中（1）式为尿素的水解反应。
