水熱制備納米MoS2及其光催化性能研究.pdf

1、光催化氧化技術(shù)可以利用光能有效降解廢水中的有機(jī)污染物，具有處理效率高、工藝設(shè)備簡單、操作條件易控制等優(yōu)點(diǎn)。針對當(dāng)前工業(yè)使用的光催化材料只能響應(yīng)紫外光進(jìn)行催化反應(yīng)，光能利用率不高的問題，本論文以具有可見光響應(yīng)的窄帶隙材料 MoS2為研究對象，提高納米MoS2光催化性能為目標(biāo)，通過簡單溫和的水熱法，并運(yùn)用XRD、FESEM、HRTEM、UV-vis分光光度計(jì)、熱分析儀和Materials Studio軟件等多種現(xiàn)代測試分析方法，研究水熱溫度

2、、時(shí)間和前驅(qū)物S/Mo比對納米MoS2的晶體生長、微觀形貌以及光催化性能的影響，并深入討論花狀納米MoS2的生長機(jī)理、可見光催化機(jī)理和S/Mo比對花狀納米MoS2光催化性能的影響機(jī)制。
　　晶體生長和微觀形貌研究結(jié)果表明，水熱溫度較低（160℃）或水熱時(shí)間較短（4 h）都不能有效形成花狀納米MoS2；反應(yīng)溫度升高和時(shí)間延長產(chǎn)物納米MoS2的晶粒尺寸迅速增大；水熱條件下納米 MoS2具有較低的晶體動力學(xué)生長指數(shù)(n=1.9134）和

3、較低的表觀活化能（Q=50.462 kJ/mol），使其具有較高的晶體生長速率；220℃水熱反應(yīng)24 h制備的產(chǎn)物 MoS2具有最大晶粒尺寸53 nm和完好的花狀結(jié)構(gòu)（1~2 um）。
　　硫過量時(shí)產(chǎn)物的結(jié)晶生長和形貌的研究結(jié)果表明，隨著S/Mo比值增大，產(chǎn)物MoS2更傾向于沿[002]晶向結(jié)晶生長，使具有光催化活性的{100}晶面的暴露量增大，表現(xiàn)為產(chǎn)物中組成花狀納米MoS2的薄片厚度逐漸增大，在S/Mo比為2.75和3的時(shí)候，

4、薄片厚度達(dá)到最大厚度30 nm。
　　光催化實(shí)驗(yàn)表明，隨著水熱溫度升高、水熱時(shí)間增加，產(chǎn)物的光催化效率均有不同程度的增加，在水熱條件為220℃24 h的時(shí)候產(chǎn)物具有較高的光催化效率91.29％；隨著S/Mo比的增大，產(chǎn)物的光催化效率先增高后稍降低，在比值為2.75時(shí)，產(chǎn)物具有最大光催化效率95.61%和最大反應(yīng)速率常數(shù)k=3.833×10-2。
　　光學(xué)測試及模擬結(jié)果表明，納米MoS2為能帶間隙1.5 eV的間接半導(dǎo)體，其層