CdS和TiO2半导体光催化质料的改性及其光催化性能研究.pdf

1黜剃 摘要 半导体光催化材料在降解机污染物的方面的应用已受到了人们 的广泛关注，硫化镉和二氧化钛作为两种比较常见的半导体更是研究 的热点。但是由于CdS在溶液中容易发生光腐蚀现象，而且其光生 电子一空穴容易复合，严重降低了其光催化效率。而Ti02只在紫外光 有吸收，也限制了其的应用范围。为了改善上述半导体存在的缺点， 本论文采用共沉淀法合成CuS掺杂的CdS，以及低温水热法制备碳 包覆CdS(CdS@C)和碳修饰Ti02材料。具体内容如下： 化学性质进行了系统的表征，并考察了CuS／CdS在甲基橙染料氧化 降解反应中的可见光催化性能。结果表明，掺杂CuS能提高CdS的 抗氧化能力，增强了CdS在可见光区域内的吸收强度，提高了其光 催化降解甲基橙的催化效率。 (2)在130oC的低温的条件下，以葡萄糖为碳源，通过一步水热 碳化法制备了碳包覆的CdS(CdS@C)纳米材料，并且通过XRD、 表征。结果表明，CdS表面包覆碳物种能减小它的粒子尺寸、改善它 的分散性与粒子分布的均匀性，以及能够促使它优先形成立方晶相； 此外，碳物种的表面包覆能拓宽CdS在可见光范围内的吸收、稍微 万方数据 降低它的带隙能、减缓CdS的光生电子一空穴对的复合和光氧化腐蚀。 改善了CdS在可见光辐射下催化氧化降解甲基橙的活性和稳定性。 (3)以四氯化钛作为钛源，葡萄糖作为碳源，在130oC水热条件 等表征技术对这类催化剂进行了系统的表征，考察了它们在甲基橙和 对氯苯酚溶液的氧化降解反应中的可见光催化活性。结果表明，在 TiO：表面的有机碳物种主要以沉积形式存在，并有少量的掺杂态；同 时表面碳的存在提高了催化剂的比表面积，增强了它对有机染料的吸 附性能，拓宽了它的光吸收范围，改善了其可见光催化降解甲基橙和 对氯苯酚的效率。 关键词：硫化镉；二氧化钛；光催化降解；可见光；甲基橙；对氯 苯酚 万方数据 ABSTRACT The of degradationorganicpollutantsusing materialshasbeen concem．Cadmiumsulfide photocatalytic widespread areahotresearch． andtitaniumdioxideastwocommonsemiconductors reactionsinthe is to corrosion However,CdSpronelight aqueous its electron—hole solution，and easy photo—generated canleadtoreducedits can be Ti02 activity．The only photocatalytic excitedtheultraviolet its order light，which