硫化镉基纳米复合材料的制备及其光催化性能研究

发布时间：2018-07-06 09:43

  本文选题：硫化镉 + 多壁碳纳米管　； 参考：《常州大学》2017年硕士论文

【摘要】：CdS作为一种典型的Ⅱ-Ⅵ族的光催化材料已被广泛研究,其带隙为2.42 e V。由于其适当的带隙和适宜的谱带位置使它成为了最具有应用价值的一种光催化材料并被应用于光催化降解有机污染物以及光催化制氢等方面。然而,它仍然存在着一些缺陷。比如光生电子-空穴对的快速复合以及CdS颗粒易于团聚等缺点使其在催化反应中会减少它的表面积和可用的活性物种,继而降低它的光催化活性。考虑到提升硫化镉的光量子效率以及尽量避免在可见光照射下的光腐蚀现象发生,将CdS与比表面积大的碳纳米管或与其它半导体结合是解决此问题的一种有效办法。本论文以碳纳米管为载体以及与其它半导体结合,因此制备了一系列复合光催化剂,并且利用XRD、PL、FE-SEM、FT-IR、UV-vis、Raman、TEM等表征技术对复合光催化剂进行了一系列探究,评估了在可见光照射下光催化剂对不同污染物的光降解效率,考察了光催化剂的循环稳定性,而且对光催化剂的光降解染料的机理作出了探讨。主要的研究内容如下:(1)将纯化后的MWCNT作为载体,通过溶剂热法制备了CdS QDs/MWCNT复合光催化剂。平均颗粒尺寸为5-8nm的CdS量子点均匀的沉积在多壁碳纳米管表面。在可见光照射下,CdS QDs/MWCNT复合光催化剂对孔雀石绿(MG)的降解效果比MWCNT要高很多。高效光催化活性的主要原因是光生电子-空穴的快速分离。(2)以溶剂热法制备了CdS/BiVO_4纳米复合光催化剂。CdS颗粒均匀的负载在BiVO_4的表面。通过复合,得到的光催化剂对染料的光催化性能有着明显的提升,其中以1.5-CdS/BiVO_4光催化剂最为突出。CdS/BiVO_4纳米复合光催化剂在可见光照射下对孔雀石绿(MG)的降解效率相比于来说提升了很多。光催化机理表明,硫化镉和BiVO_4的相互作用力促进了有效电荷的转移和抑制电子和空穴的复合。(3)通过控制水热温度制备棒状CdS,利用超声浸渍法制备了ZnFe_2O_4/CdS复合光催化剂。平均粒径为5-10 nm的立方状ZnFe_2O_4颗粒紧紧附着在10-30 nm的CdS棒上。在可见光照射下,ZnFe_2O_4/CdS纳米复合光催化剂在Cr(VI)还原反应中相比于纯ZnFe_2O_4和CdS表现出了较高的光催化还原活性。光催化机理表明ZnFe_2O_4/CdS复合物表现了更强的光学吸收,ZnFe_2O_4和CdS之间的接触力以及相匹配的带电位有助于提高其光催化活性,并且经过了五次的光催化循环实验以后依旧有超过80%的Cr(VI)溶液被还原。(4)采用原位沉淀法制得了BiOCl@CdS/Ag_2CO_3三相异质结复合光催化剂。BiOCl@CdS/Ag_2CO_3异质结复合光催化剂拥有更好的可见光响应能力。光催化实验表明,5wt%-BiOCl@CdS/Ag_2CO_3的催化活性最好,复合光催化剂在可见光照射下对罗丹明B(RhB)的光降解效率显而易见地高于Ag_2CO_3/BiOCl,这主要是因为CdS的掺入可以有效抑制电子和空穴的复合。
[Abstract]:CDs has been widely studied as a typical 鈪，

本文编号：2102374