ZnS的水熱-溶劑熱法合成及其光催化性能研究.pdf

1、ZnS是一種重要的Ⅱ-Ⅵ族寬禁帶直接帶隙半導(dǎo)體材料，因其在光電學(xué)、藥物輸送、光催化等領(lǐng)域的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)引起了材料學(xué)家的廣泛關(guān)注。
　　本論文綜述了有機(jī)污染物苯酚的危害及處理方法、ZnS半導(dǎo)體材料的性質(zhì)與合成方法以及ZnS光催化降解苯酚的機(jī)理。采用水熱/溶劑熱法，通過(guò)調(diào)控反應(yīng)的硫源、溶劑等，合成了不同晶相、不同形貌的ZnS，對(duì)ZnS進(jìn)行晶體X射線衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）、紫外可見(jiàn)漫反射光譜等表征，并將合成的ZnS用于光催化降解

2、模型污染物苯酚，用高效液相色譜（HPLC）進(jìn)行分析，考察ZnS的光催化性能，并探討ZnS光催化降解苯酚的機(jī)理。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　?。?）以硫脲為硫源，通過(guò)調(diào)控反應(yīng)過(guò)程中的實(shí)驗(yàn)參數(shù)，優(yōu)化反應(yīng)條件。結(jié)果表明，反應(yīng)物硫脲和二水合乙酸鋅的濃度均為0.250 mol/L，在160℃下水熱/溶劑熱反應(yīng)16 h時(shí)，合成了立方纖鋅礦型晶體結(jié)構(gòu)ZnS。ZnS的結(jié)晶度較好、形貌規(guī)則，是由ZnS納米粒子自組裝而成的單分散微球。將合成的ZnS用于光催

3、化降解模型污染物苯酚，以乙二醇-水為溶劑合成的ZnS微球的光催化性能比在水或乙二醇溶劑體系中合成的優(yōu)異，0.20g ZnS在300W氙燈光源照射下用于降解200mL、50mg/L的苯酚溶液，光催化反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行6 h，苯酚溶液的降解率達(dá)97.1％，ZnS循環(huán)使用3次仍保持較高的光催化活性。
　?。?）改變硫源為硫代乙酰胺或硫化鈉，在不同溶劑中合成了多種形貌的六方纖鋅礦型 ZnS晶體。本研究提供了一種低溫溶劑熱法，用于合成晶體結(jié)構(gòu)完整

4、的纖鋅礦型ZnS：在水溶液中引入乙二胺，乙二胺結(jié)構(gòu)中的-NH2可與溶劑中的Zn2+發(fā)生螯合，形成配位離子，降低了 ZnS立方相和六方相之間的相變能壘，在低溫下順利合成了六方纖鋅礦型ZnS。所合成的ZnS具有良好的光催化降解苯酚的性能。
　　（3）以硫脲為硫源、乙二醇-水為溶劑合成的 ZnS為催化劑，降解質(zhì)量濃度為50 mg/L的苯酚溶液，光催化劑ZnS的用量為0.20 g（即1.0 g/L）時(shí)光催化效率最高。采用高效液相色譜（HP