CdS和TiO2半導(dǎo)體光催化材料的改性及其光催化性能研究.pdf

1、半導(dǎo)體光催化材料在降解機(jī)污染物的方面的應(yīng)用已受到了人們的廣泛關(guān)注，硫化鎘和二氧化鈦?zhàn)鳛閮煞N比較常見的半導(dǎo)體更是研究的熱點(diǎn)。但是由于CdS在溶液中容易發(fā)生光腐蝕現(xiàn)象，而且其光生電子-空穴容易復(fù)合，嚴(yán)重降低了其光催化效率。而TiO2只在紫外光有吸收，也限制了其的應(yīng)用范圍。為了改善上述半導(dǎo)體存在的缺點(diǎn)，本論文采用共沉淀法合成CuS摻雜的CdS，以及低溫水熱法制備碳包覆CdS(CdS@C)和碳修飾TiO2材料。具體內(nèi)容如下:
　　(1)采

2、用簡(jiǎn)單的共沉淀法制備了CuS摻雜的CdS催化材料(CuS/CdS)，用XRD、SEM、EDX、FT-IR、UV-Vis等對(duì)CuS/CdS的物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)的表征，并考察了CuS/CdS在甲基橙染料氧化降解反應(yīng)中的可見光催化性能。結(jié)果表明，摻雜CuS能提高CdS的抗氧化能力，增強(qiáng)了CdS在可見光區(qū)域內(nèi)的吸收強(qiáng)度，提高了其光催化降解甲基橙的催化效率。
　　(2)在130℃的低溫的條件下，以葡萄糖為碳源，通過一步水熱碳化法制備了碳

3、包覆的CdS(CdS@C)納米材料，并且通過XRD、SEM、TGA、UV-Vis、PL等表征技術(shù)對(duì)CdS@C材料進(jìn)行了系統(tǒng)的表征。結(jié)果表明，CdS表面包覆碳物種能減小它的粒子尺寸、改善它的分散性與粒子分布的均勻性，以及能夠促使它優(yōu)先形成立方晶相;此外，碳物種的表面包覆能拓寬CdS在可見光范圍內(nèi)的吸收、稍微降低它的帶隙能、減緩CdS的光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合和光氧化腐蝕。改善了CdS在可見光輻射下催化氧化降解甲基橙的活性和穩(wěn)定性。
　

4、　(3)以四氯化鈦?zhàn)鳛殁佋?，葡萄糖作為碳源，?30℃水熱條件下制備了碳沉積的TiO2光催化劑，用XRD、SEM、TGA、UV-Vis等表征技術(shù)對(duì)這類催化劑進(jìn)行了系統(tǒng)的表征，考察了它們?cè)诩谆群蛯?duì)氯苯酚溶液的氧化降解反應(yīng)中的可見光催化活性。結(jié)果表明，在TiO2表面的有機(jī)碳物種主要以沉積形式存在，并有少量的摻雜態(tài);同時(shí)表面碳的存在提高了催化劑的比表面積，增強(qiáng)了它對(duì)有機(jī)染料的吸附性能，拓寬了它的光吸收范圍，改善了其可見光催化降解甲基橙和對(duì)氯