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木材加工工业废水中含有大量难降解、有毒的有机污染物,已经严重威胁着人类的生存发展,治理工业废水污染问题势在必行。光催化技术在常温、常压条件下可以有效的降解废水中的有机污染物,且不会造成二次污染。半导体光催化材料氧化锌(ZnO)相比其他催化剂,具有着较好的物理和化学稳定性,且无毒无害,价格低廉。过渡金属、碱土金属、稀土金属等掺杂能够改变ZnO的禁带宽度、晶体形貌结构等,是有效提高光催化性能的重要途径。很多稀土氧化物如氧化镧,氧化钕等可以有效提高和改善催化剂的稳定性和活性。本论文主要从稀土元素铒(Er)、钆(Gd)、铽(Te)着手,分别通过共沉淀法和溶胶-凝胶法制备了一系列稀土掺杂的ZnO光催化剂,分别探究了不同制备方法下不同焙烧温度、不同稀土元素掺杂和不同掺杂量对ZnO光催化剂的结构、形貌和活性影响。并通过扫描电镜(SEM)、X-射线粉末衍射(XRD)、比表面积(BET)、紫外可见漫反射(UV-Vis DRS)等技术对制备的光催化剂进行分析表征。主要内容简述如下:(1)利用共沉淀法制备稀土掺杂ZnO光催化剂,以紫外光下催化降解亚甲基蓝(MB)和甲基橙(MO)作为反应探针,研究了不同稀土(Er、Gd、Te)掺杂ZnO光催化剂,对稀土掺杂ZnO光催化剂的结构、形貌和光催化活性进行分析表征。研究结果表明:随着焙烧温度和稀土掺杂量增加,催化剂的结晶性和纯度都比较好,稀土掺杂有效引起ZnO平均晶粒尺寸的改变,比表面积和孔径大小发生改变,比表而积大的样品其光催化活性均比较强,UV-Vis DRS说明不同稀土元素掺杂对ZnO的带隙影响较小,与未掺杂ZnO对比,吸收带边无变化或略微蓝移。SEM图像分析可知不同掺杂量的光催化剂其形貌有着显著的变化。通过筛选优化影响光催化体系的因素,在500℃焙烧温度下,相比于未掺杂ZnO的降解率MB(MO)92.6%(42.4%),0.5at%Er/ZnO、0.5at%Gd/ZnO和3at%Te/ZnO展现出较好的光催化活性,在紫外光照射 2h 后,MB(MO)的降解率分别达到了 94.5%(60%)、95.9%(56%)、98.4%(57.7%)。(2)利用溶胶-凝胶法制备稀土掺杂ZnO光催化剂,以紫外光下催化降解MB和MO作为反应探针,研究了不同稀土(Er、Gd、Te)掺杂ZnO光催化剂,对ZnO的结构、形貌和光催化活性进行分析表征。研究结果表明:随着焙烧温度和稀土掺杂量增加,XRD各图谱中的衍射峰强度变化并不明显,均没有杂相产生,样品结晶度良好。BET数据表明,催化剂的比表面积均呈现不同变化趋势。SEM分析可知,相比于未掺杂,稀土掺杂氧化锌对光催化剂的形貌有明显的影响,UV-vis DRS说明不同稀土元素掺杂对ZnO的带隙影响较小。由光催化活性测试可知,对比于未掺杂ZnO,稀土掺杂ZnO对有机污染物亚甲基蓝和甲基橙的降解效果均有不同程度的改善提高。在三种稀土(Er、Gd、Te)掺杂ZnO催化剂中,50℃焙烧温度下,相比于未掺杂ZnO的降解率MB(MO)42.7%(22.1%),lat%Er/ZnO、0.5at%Gd/ZnO和1at%Te/ZnO分别具有较高的光催化活性,光催化对MB(MO)的降解率分别为 90.7%(40.3%)、91.7%(49.1%)、68.9%(29.5%)。