硫化鋅基納米材料的制備、結(jié)構(gòu)調(diào)控及光催化性能.pdf

1、氫能源作為一種清潔和高效的能源在解決能源短缺的問題上一直備受關(guān)注。將自然界最豐富的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為可以儲(chǔ)存的化學(xué)能是解決能源問題的途徑之一，其中利用太陽(yáng)能將水分解產(chǎn)生氫氣是行之有效的方式，因此開發(fā)有效的析氫催化劑成為研究熱點(diǎn)。ZnS是一種典型的過渡金屬硫化物因原料廉價(jià)易得、符合水分解對(duì)半導(dǎo)體光催化劑帶隙的要求并且具有電荷載體快速轉(zhuǎn)移的特點(diǎn)而在光催化領(lǐng)域得到廣泛研究。因此，開發(fā)基于硫化鋅的高效的光催化材料具有重要的意義。本論文中，我們通過對(duì)硫

2、化鋅的微觀結(jié)構(gòu)調(diào)控與二硫化鉬復(fù)合以及構(gòu)建納米復(fù)合體的方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)ZnS的光催化活性提高的目的并顯著拓展了其光響應(yīng)范圍，主要的內(nèi)容如下:
　　1、通過生物質(zhì)明膠輔助的方法合成小尺寸的ZnS空心納米球。通過調(diào)節(jié)明膠的使用量、水熱反應(yīng)時(shí)間和水熱反應(yīng)溫度可以調(diào)控ZnS納米球的微結(jié)構(gòu)，包括空隙尺寸、殼層厚度和組成納米球的晶粒尺寸。材料在無Pt助催化劑的條件下，顯示了很好的光催化析氫性能并有良好的穩(wěn)定性。產(chǎn)氫性能最好的樣品的活性可以達(dá)到33

3、9μmol/h。
　　2、二硫化鉬是研究廣泛的非Pt光催化產(chǎn)氫助催化材料，我們選用小尺寸的磷鉬酸多酸簇為鉬源，2-巰基咪唑?yàn)榱蛟?，利用硫源的緩慢釋放過程合成了片層組裝的MoS2結(jié)構(gòu)。將ZnS空心納米球與MoS2混合應(yīng)用于光催化分解水產(chǎn)氫測(cè)試中，當(dāng)MoS2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％時(shí)光催化活性達(dá)到最高值約為638μmol/h。
　　3、采用簡(jiǎn)單的陽(yáng)離子交換方法制備空心結(jié)構(gòu)的ZnS/CdS復(fù)合材料將其應(yīng)用在可見光催化分解水析氫測(cè)試中。空心