碳包覆氮掺杂纳米ZnO光催化剂的制备及其可见光活性

以尿素为氮源,纳米ZnO颗粒作为源材料,采用高温煅烧法制备了氮掺杂氧化锌(N-ZnO),并在此基础上,利用葡萄糖水热碳化法制备了氮掺杂碳包覆纳米ZnO光催化剂(C@N-ZnO).研究结果显示氮掺杂和碳包覆可有效改变纳米ZnO的尺寸与形貌.与纯纳米ZnO颗粒相比,N-ZnO为微米级六角棒状,C@N-ZnO为纳米级圆棒状.C@N-ZnO样品的X射线光电子能谱图证明N成功掺杂进入ZnO晶格中,且N-ZnO表面的C-C键所对应峰明显增强,表明N-ZnO表面成功包覆一层碳层.紫外-可见漫反射吸收光谱显示N-ZnO与C@N-ZnO在可见光区域具有强烈的吸收.以罗丹明B(RhB)作为目标污染物,可见光光催化降解结果显示C@N-ZnO的反应速率常数是纯ZnO的3.4倍,说明氮掺杂和碳包覆能有效提高ZnO的可见光活性.