ZnO@SnO 2 异质结复合纳米管的可控构筑及其光催化性能

性能优异的功能纳米材料的设计构筑对于光催化应用而言至关重要。基于模板自刻蚀机理，利用两步溶剂热技术，以一维ZnO纳米棒为模板，在无需附加酸刻蚀的条件下成功制备一维圆顶状ZnO@SnO2异质结纳米管复合材料 (Heterojunction domed nanotubes, HDNs)。由于ZnO与SnO2具有匹配的能级结构，在纳米管界面处可形成促进载流子分离的内建电场，赋予该材料优异的光催化与稳定性能。通过控制实验过程中自产生的碱性强弱，实现两性氧化物ZnO的自刻蚀，从而实现ZnO@SnO2 HDNs的管壁厚度可控调控与催化性能的调节。借助SEM、TEM、STEM以及PL等表征手段对材料的微观形貌、元素组成、生长机理与性能进行了考察。以甲基橙、亚甲基蓝、曙红等为污染物模型，光催化污染物降解实验结果表明，获得的ZnO@SnO2 HDNs具有优良的光催化性能，光照60分钟内对亚甲蓝、曙红的降解率可达到95%，表明构筑的纳米管异质结极大地促进了载流子的分离，抑制其复合，提高了光催化性能。同时，循环稳定性能测试说明构建的异质结纳米管催化剂具有良好的稳定性能，在染料降解方面具有广阔的应用前景。