纳米CdS复合材料的制备及其光催化性能研究

发布时间：2023-03-18 15:48

　　光催化分解和降解有机有毒污染物具有较好的应用前景。硫化镉(CdS)作为一种半导体催化剂,具有禁带宽度较低(2.4eV)、可吸收可见光、光催化活性较高等特点,但CdS具有光腐蚀性,限制了其在生产生活中的广泛应用。本文针对CdS催化剂应用中存在的问题开展研究,通过制备CdS复合材料,提高其对可见光的响应和光催化效率;采用透射电镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱分析仪(XPS)、荧光光谱(PL)等技术对该复合材料结构、形貌及其光学和可见光光催化性能进行了表征,主要研究内容和结果如下:(1)利用PVP分散作用成功制备了 CdS纳米颗粒。XRD图谱证实CdS为立方体晶相结构,TEM确定了 CdS的量子点尺寸,粒径为4-5nm。在可见光下CdS能光催化降解有机染料。采用TiO₂纳米颗粒合成钛矿相结构的TiO₂纳米管(TNTs),形成的中空管子直径约为10nm,长度超过l00nm。TNTs具有较大的比表面积和对紫外光有响应,在可见光照射下只存在吸附作用。使用化学沉淀法快速合成了 CdMoO₄

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 光催化剂的制备方法
        1.2.1 固相烧结合成法
        1.2.2 溶胶/凝胶合成法
        1.2.3 水热/溶剂热合成法
        1.2.4 超声化学合成法
        1.2.5 熔盐合成法
        1.2.6 化学气相沉淀法
    1.3 硫化镉(CdS)光催化剂催化原理
    1.4 CdS光催化剂活性的影响因素
        1.4.1 半导体的禁带宽度
        1.4.2 光催化稳定性
        1.4.3 量子点尺寸
    1.5 催化剂性能的提高
        1.5.1 掺杂离子
        1.5.2 半导体复合材料
        1.5.3 形貌及尺寸调控
    1.6 纳米CdS的实际应用
        1.6.1 太阳能电池的应用
        1.6.2 光催化降解的应用
        1.6.3 在传感器的应用
        1.6.4 在发光材料的应用
    1.7 研究目的、意义和内容
        1.7.1 研究目的及意义
        1.7.2 研究内容
        1.7.3 技术路线
第二章 纯相单体纳米材料的制备以及表征
    2.1 材料与方法
        2.1.1 主要试剂与仪器
        2.1.2 制备CdS纳米颗粒
        2.1.3 制备TiO₂纳米管(TNTs)
        2.1.4 制备CdMoO₄微球
        2.1.5 分析方法
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 纳米CdS颗粒分析
        2.2.2 TNTs纳米材料分析
        2.2.3 CdMoO₄空心微球分析
        2.2.4 光催化分析
    2.3 本章小结
第三章 CdS@TNTs复合材料新方法制备与催化性能表征
    3.1 材料与方法
        3.1.1 主要试剂与仪器
        3.1.2 在TNTs上修饰CdS
        3.1.3 孔雀石绿光降解实验
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 XRD分析
        3.2.2 CdS QDs颗粒尺寸的控制
        3.2.3 XPS分析
        3.2.4 TEM和HRTEM分析
        3.2.5 孔雀石绿光降解效果
    3.3 本章小结
第四章 CdS/CdMoO₄空心微球复合材料的化学沉淀法制备及光催化性能
    4.1 材料与方法
        4.1.1 主要试剂与仪器
        4.1.2 制备CdS/CdMoO₄微球
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 产物的XRD分析
        4.2.2 产物的形貌分析
        4.2.3 XPS能谱分析
        4.2.4 荧光分析
        4.2.5 微球复合材料的结构和合成机理
        4.2.6 光催化分析
    4.3 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文



本文编号：3763416