Carbon–ZnO nanocomposite thin films for enhanced electron field emission characteristics prepared by continuous wave CO2 laser ablation

Photocatalytic Properties of MOF-derived ZnO/C, Ag/ZnO/C Porous Composite Materials

“…无 机 材 料 学 报 第 30 卷 有机金属骨架材料(MOFs)是一类新型的有序 多孔有机-无机杂化材料, 具有易于制备、结晶度 好、比表面积大、孔隙度高、结构可控性强及孔道 表面易于修饰等特点, 在气体存储、分离、催化、 传感以及生物医学等领域具有广泛的应用前景 [1][2] 。 MOF-5 是 最 具 有 代 表 性 的 一 种 MOFs 材 料 。 Yaghi 教 授 课 题 组 [3] 最 早 通 过 六 水 合 硝 酸 锌 (Zn(NO 3 ) 2 6H 2 O)和1,4-对苯二甲酸(H 2 BDC)合成了 一 种 稳 定 的 多 孔 有 机 配 合 物 材 料 MOF-5( 又 名 IRMOF-1), 其结构单元的直径大约为1.8 nm, 比表 面积和孔体积分别高达2900 m 2 /g和1.04 cm 3 /g, 并 且发现MOF-5在77 K、100 kPa条件下的储氢量为 1.31wt% [4] , 表明了该材料具有良好的气体吸附能 力。在此之后, 对MOF-5及其改性材料的研究成为 吸附和催化领域的研究热点之一。 Turner等 [5] 通过气 相负载金属前驱体钌(Ru)、钯(Pd), 使其进入MOF-5 骨架中得到催化位点分布更加均匀的材料; Li等 [6] 用溶剂热法制备Ni/MOF-5可以延长氢气储存时间 长 达 4 d 。 OPETT 等 [7] 采 用 共 沉 淀 法 成 功 制 备 了 Pd@MOF-5作为加氢反应中的催化剂, 并发现具有 相同Pd含量的Pd@MOF-5在肉桂酸乙酯与氢气的加 氢反应中的催化活性是商业Pd/C催化剂的两倍。由 此可见, MOF-5可为金属催化剂提供高比表面积和 合适尺度的反应环境, 能大幅度提高催化活性位点 数目, 在催化领域有潜在用途。 氧化锌(ZnO)是一种重要的II-VI族直接帯隙半 导体材料, 是最早被研究的半导体光催化材料, 在 染料敏化太阳能电池阳极材料、场发射显示、白光 照明和气敏传感等领域也有广泛应用 [8][9][10][11] 。 ZnO的载 流子迁移率比TiO 2 高很多, 达到205~300 cm 2 /(Vs), 常用的TiO 2 载流子的迁移率只有0.1~4 cm 2 /(Vs) [12] 。 Jiang等 [13] 利用石墨态碳与ZnO杂化, 有效地提高了 其光催化性能, 但是获得的杂化材料的比表面积较 低, 整体光催化性能仍不理想。 本研究综合MOFs和ZnO材料的优势, 通过对 MOF-5在氮气氛下进行高温热处理和掺杂银获得一 种新型光催化材料Ag/ZnO/C, 研究了热处理和载银 的先后顺序对光催化性能的影响。 [14] 将六水合硝酸锌(Zn(NO…”