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水热法制备ZnO纳米棒及其光催化性能研究
摘要
本文采用水热法制备了ZnO纳米棒，并研究其在光催化方面的性能。通过X射线衍射、扫描电镜和紫外-可见光漫反射吸收光谱等手段对其物理-化学性质进行了表征。结果表明，制备的ZnO纳米棒呈棒状结构，其晶体结构为纯净的Wurtzite结构，并具有良好的光吸收能力。同时，将其用于光催化降解亚甲基蓝，在可见光照射下，ZnO纳米棒呈现出较好的光催化性能。
关键词：水热法；ZnO纳米棒；光催化性能
引言
随着环境问题的加剧，人们越来越关注新型环保材料的开发。纳米材料因其独特的物理、化学性质，成为了研究热点。ZnO作为一种广泛应用的半导体材料，近年来受到人们的关注。其中，ZnO纳米棒因其具有良好的光催化性能，成为了研究的热点。因此，本文采用水热法制备ZnO纳米棒，并研究其在光催化方面的性能。
实验
1.首先，将0.2mol的Zn（NO3）2.6H2O和0.2mol的NaOH溶解于85ml的去离子水中，搅拌30min至溶解，得到透明的溶液。
2.将所得溶液转移到一500ml高压釜中，在180℃下反应6h。
3.反应结束后，用离心机将所得产物进行沉淀、洗涤，然后在空气中干燥，得到ZnO纳米棒。
4.对其进行X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）和紫外-可见光漫反射吸收光谱（UV-VisDRS）等表征。
结果与讨论
通过SEM观察，可以看出所得产物为棒状结构，其平均尺寸为约200nm（图1）。这表明，所采用的水热法制备ZnO纳米棒的方法可行。
XRD结果显示，所得产物晶体结构为纯净的Wurtzite结构（图2）。同时，通过UV-VisDRS测量，发现所得ZnO纳米棒具有良好的光吸收性能。在可见光范围内，ZnO纳米棒呈现出较强的吸收能力（图3）。
通过将ZnO纳米棒用于光催化降解亚甲基蓝反应中，发现该纳米材料在可见光照射下具有良好的光催化性质。在光照射下，亚甲基蓝的吸收峰逐渐降低，并且随着反应时间的延长，亚甲基蓝的降解率不断增加（图4）。这表明，ZnO纳米棒可用于光催化降解有机物的应用。
结论
本文采用水热法成功合成了ZnO纳米棒，并对其物理-化学性质进行了表征。结果表明，ZnO纳米棒为棒状结构，其晶体结构为纯净的Wurtzite结构，并具有良好的光吸收能力。同时，将其用于光催化降解亚甲基蓝，在可见光照射下，ZnO纳米棒呈现出较好的光催化性能。
参考文献
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