光催化劑在可見光下光催化還原二氧化碳的研究.pdf

1、本文采用共沉淀法制各了CdxZn1-xS固熔態(tài)型復(fù)合光催化劑，采用水熱法制備了CdS/TiO2復(fù)合光催化劑以及非金屬元素?fù)诫s的CdS/n-TiO2(n=N，S，C)系列光催化劑，分別在紫外光和可見光照射下進(jìn)行光催化還原二氧化碳的研究，考察了上述光催化劑的催化性能，并通過XRD，UV-Vis，SPS，XPS，SEM等表征手段對(duì)催化劑結(jié)構(gòu)和光化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了分析。
　　 采用共沉淀法制備的CdxZn1-xS(x=0.1，0.3，0.5

2、，0.7，0.9)固熔態(tài)型復(fù)合光催化劑為六方晶系結(jié)構(gòu)。隨著x值的增加，帶隙能逐漸降低，實(shí)現(xiàn)了半導(dǎo)體的能級(jí)結(jié)構(gòu)的可控制備。考察了焙燒溫度對(duì)催化劑的性質(zhì)和性能的影響，光催化還原二氧化碳實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在N2保護(hù)下,550℃焙燒的Cd0.7Zn0.3S表現(xiàn)出最佳的還原性能，紫外光照射下甲酸產(chǎn)率為360.12μmol(h·g)，可見光照射下甲酸產(chǎn)率為35.34μmol/(h·g)。
　　 采用水熱法制備了CdS/TiO2復(fù)合光催化劑，并考

3、察了CdS/TiO2的摩爾比(R)和水熱溫度（T）對(duì)該復(fù)合催化劑的性質(zhì)和性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)R=1/2，T=200℃時(shí)，復(fù)合催化劑表現(xiàn)出最佳還原性能，在紫外光照射下甲酸產(chǎn)率可達(dá)185.7μmol/(h·g)可見光下未檢測(cè)到液相產(chǎn)物。該復(fù)合結(jié)構(gòu)催化劑抑制了電子-空穴對(duì)的復(fù)合，有效提高了光催化產(chǎn)率，擴(kuò)展了光響應(yīng)范圍。
　　 分別以硫脲(TU)、檸檬酸(CA)、尿素(UA)為非金屬摻雜物，TiO2-P25作原料，經(jīng)浸漬-焙燒制

4、備出n-TiO2(n=C，N，S)，然后通過水熱法制備出了CdS/n-TiO2(n=C，N，S)復(fù)合光催化劑。摻雜非金屬元素后，晶型均未發(fā)生變化，但電荷分離效率提高，TiO2的吸收邊發(fā)生紅移，催化性能明顯改善。光催化還原二氧化碳結(jié)果表明：以CdS/S，N-TiO2為催化劑，在紫外光照射下甲酸產(chǎn)率最高可達(dá)500.07μmol/(h·g)，在可見光照射下甲酸產(chǎn)率可達(dá)107.35μmol/(h·g)：以CdS/C-TiO2為催化劑，在紫外光照