硫化鎘半導(dǎo)體光催化劑的制備及其性能研究.pdf

1、本文研究了CdS半導(dǎo)體光催化劑制備、改性及其光催化制氫性能，主要分為兩個(gè)部分： 一、水熱、溶劑熱方法制備納米CdS粒子及其光催化性能。以硫化鈉和硫代乙酰胺為硫源，用水熱和溶劑熱方法制備了不同粒徑的納米硫化鎘半導(dǎo)體光催化劑。借助X射線衍射(XRD)、UV-Vis漫反射對(duì)CdS催化劑進(jìn)行了表征。以甲酸水溶液的光催化制氫反應(yīng)為探針，評(píng)價(jià)了不同合成方法對(duì)催化劑活性的影響；用電化學(xué)方法測(cè)定了CdS光腐蝕程度。結(jié)果表明，反應(yīng)物、溶劑與溫度等

2、都可影響CdS晶型與結(jié)晶度，導(dǎo)致其光催化活性差異；CdS光腐蝕性與晶型有關(guān)，并隨結(jié)晶度的提高顯著降低。實(shí)驗(yàn)證明，通過(guò)控制合適的條件，制備高活性低腐蝕的CdS納米晶體的方法是可行的。 二、光刻蝕法改性硫化鎘半導(dǎo)體光催化劑及對(duì)其放氫活性的影響。溶劑熱方法制備了納米硫化鎘作為半導(dǎo)體光催化劑，光化學(xué)沉積Pt制得Pt/CdS催化劑。借助XRD、BET、TEM、PL、XPS方法對(duì)CdS催化劑樣品進(jìn)行了表征。以甲酸為電子給體，測(cè)試了Pt/Cd

3、S光催化劑在可見(jiàn)光下的光催化制氫活性。通過(guò)電化學(xué)方法測(cè)定溶液中Cd2+的量以確定CdS光刻蝕程度。結(jié)果表明，經(jīng)1h光刻蝕處理的Pt/CdS較未經(jīng)處理的樣品，催化活性提高了126％，過(guò)度的光刻蝕降低其催化活性。光刻蝕與催化活性提高之間存在明顯的相互聯(lián)系，O2與Pt是光刻蝕過(guò)程中的重要因素。光催化活性的提高歸因于光刻蝕使CdS顆粒的團(tuán)聚程度降低、表面積增大，且有選擇性的消除了作為光生電子-空穴再結(jié)合中心的晶界和位錯(cuò)缺陷。實(shí)驗(yàn)證明，光刻蝕是一