納米SnS2和TiO2復(fù)合材料的制備及其光催化性能的研究.pdf

1、醫(yī)藥，染料，生化等工業(yè)部門排放的有機(jī)廢水造成的污染，已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人類的生存環(huán)境。采用傳統(tǒng)的生物、物理、化學(xué)處理方法不能從根本上消除污染物，而采用光催化降解技術(shù)卻可以有效地利用取之不盡的太陽(yáng)能，在催化劑作用下有機(jī)物分解為無(wú)毒的CO2和H2O等小分子。納米TiO2因其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、成本低、無(wú)毒而引起人們的注意。但是，TiO2在實(shí)際應(yīng)用中又存在一定的缺陷，一方面，TiO2禁帶較寬（銳鈦礦相Eg=3.2eV），只能利用波長(zhǎng)在380nm以下的紫

2、外光，因而其實(shí)際應(yīng)用受到了限制;另一方面，TiO2半導(dǎo)體表面上的載流子極易復(fù)合，從而降低了其光催化作用。因此，本文采用簡(jiǎn)單快速的水熱法來(lái)合成納米TiO2復(fù)合物，進(jìn)而最大限度地利用太陽(yáng)光，促進(jìn)光生電子-空穴的分離，提高光催化活性。本論文的主要研究?jī)?nèi)容:
　　 (1)采用SnCl4·5H2O、硫代乙酰胺(TAA)和TiO2為前軀體，在5％醋酸溶液中進(jìn)行水熱反應(yīng)，制備出TiO2/SnS2復(fù)合材料（以TiO2為載體，采用不同量的SnS2

3、納米粒子來(lái)修飾TiO2）。采用掃描電鏡、透射電鏡、X射線光電子能譜、X射線衍射和紫外可見(jiàn)漫反射光譜等表征技術(shù)對(duì)所制備催化劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征。以甲基橙溶液為目標(biāo)降解染料，在不同的光照下（波長(zhǎng)為250-400，360-600和400-600nm）來(lái)研究它們的光催化活性。研究結(jié)果表明，TiO2/SnS2復(fù)合材料的光催化活性與復(fù)合物中SnS2的含量和光照強(qiáng)度有關(guān)。含有33％的SnS2的復(fù)合物在波長(zhǎng)為250-400和360-600nm光照下光催化降

4、解效率最高。但是，在400-600nm波長(zhǎng)的光照下，TiO2/SnS2的光降解效率隨著復(fù)合物中SnS2的含量的增加而增大，且復(fù)合材料的光催化活性均高于單純的TiO2。
　　 (2)以TiCl3水溶液和SnS2固體粉末為前軀體，在160℃的高壓反應(yīng)釜中水熱反應(yīng)4小時(shí)，合成SnS2/TiO2復(fù)合材料（以SnS2為載體，水熱合成不同量的金紅石相TiO2來(lái)修飾SnS2納米材料）。采用掃描電鏡、透射電鏡、X射線光電子能譜、X射線衍射和紫外