4和CdS的合成及催化性能的改进

发布时间：2016-11-24 05:36

  本文关键词：g-C_3N_4和CdS的合成及催化性能的改进，由笔耕文化传播整理发布。

《吉林大学》 2014年

g-C_3N_4和CdS的合成及催化性能的改进

唐先念  

【摘要】：自从上世纪Fujishima和Honda报道了二氧化钛电极光分解水这个研究成果之后，因半导体光催化剂转换太阳能在现代领域中有广泛的应用，所以目前大多数研究都集中在这方面。然而在众多的光催化剂中，g-C3N4（2.7eV）和CdS(2.4eV)已被证实具有合适的价带和良好的光催化性能，从而被认为是能有效光催化分解水制氢的可见光型催化剂,因此得到极大的关注。 本文采用一种典型的合成方法，通过在550℃氩气环境下加热三聚氰胺（6g)4小时制备了g-C3N4,然后在此基础上，以乙二醇(25ml)作为溶剂，钼酸钠（20mg)和硫脲(100mg)作为溶质，利用溶剂热法，，从而制备了4wt%MoS2-g-C3N4，为了进一步研究助催化剂对半导体光催化性能影响，我们也进行了另一实验，也采用了水热法制备了CdS粉末。其方法如下：把硫酸镉(1.8g)和硫代乙酰胺(1g)加入到去离子水中，超声20min，然后转移到反应釜中，200℃反应12h,然后自然冷却到室温，在烘箱中90℃干燥6h, Nb2O5/CdS的样品制备如下：以CdS为基体，用机械研磨合成法制备了Nb2O5-CdS复合型的光催化剂，通过加入不同的Nb2O5的含量，从而成功合成一系列的Nb2O5-CdS催化剂采用水热合成法制备了CdS纳米级光催化剂，然后采用机械研磨煅烧法成功制备出Nb2O5-CdS复合型光催化剂，通过改变Nb2O5的含量，来讨论Nb2O5对整个体系光催化性能的影响。 针对上面的样品，使用XRD，UV-Vis，FT-IR，TEM，SEM和PL等手段对其结构和性能进行了表征，同时采用可见光催化分解水来测试了其光催化性能。研究了不同含量的MoS2担载对g-C3N4及不同量Nb2O5担载对CdS光催化活性的影响。实验结果表明，4wt%MoS2-g-C3N4和50wt%Nb2O5-CdS具有最高的光催化活性。经过光催化实验结果表明4wt%MoS2-g-C3N4的产氢量为16.592μmol/h，比单一的g-C3N4的性能要高9.67倍（本体系使用三乙醇胺作为牺牲试剂）。对于Nb2O5/CdS系统，50%的Nb2O5/CdS具有最高的光催化活性，其产氢量为43.5μmol/h，为单一CdS的四倍。一个简单的光催化机理同时也被提出，光催化活性提高的原因归因于MoS2和Nb2O5能作为助催化剂来有效抑制光生电子空穴的在结合，促进电子的转移，提供更多的反应场合。

【关键词】：
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：O643.36
【目录】：

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