无模板法制备立方相的团藻状CdxZn1-xS纳米球及其光催化性能的研究

摘要

随着化石燃料的大规模开发和过渡使用，能源危机和环境问题已经越来越严重。寻找可再生和环境友好型的新能源成为科学家们关注的热点。在光催化剂的参与下利用太阳能分解水产生氢气，是解决能源问题的一条重要途径。将ZnS和CdS结合制备的CdxZn1-xS固溶体是制备高效光催化剂的一种方法。本文通过非模板法成功制备了CdxZn1-xS固溶体光催化剂，并利用XRD、DRS、XPS、SEM、TEM、BET、ICP等技术对其制备、结构及光解水性能进行了详细表征，并探究了材料的微观形貌与光解水活性的关系。
　　本研究主要内容包括：⑴用醋酸镉(Cd(Ac)2·2H2O)，醋酸锌(Zn(Ac)2·2H2O)和硫脲(Tu)作为前驱物溶解在乙二醇(EG)中，制备出了团藻状立方相的CdxZn1-xS固溶体。从TEM中观察到制备的CdxZn1-xS纳米球直径约为100 nm，具有外延生长的壳;研究发现反应前驱体和溶剂不仅可以调控纳米球的形貌，还对CdxZn1-xS固溶体的晶型有影响。⑵通过调整x值，调控固溶体CdxZn1-xS的能带结构从而优化产氢性能。结果显示，在没有助催化剂和模板的情况下，高比表面积(95.2 m2g-1)、立方相结构、带隙可调的多孔Cd0.57Zn0.43S固溶体显示了高效的光催化活性(1766.4μmolh-1g-1)。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 能源现状及太阳能-氢能简述

1．2 半导体光催化分解水基本原理

1．3 影响光催化剂分解水效率的因素

1．4 选题意义及研究内容

2 实验方法

2．1 实验仪器和试剂

2．2 光解水产氢性能评价系统

2．3 本章小结

3 团藻状CdxZn1-xS纳米球的制备及其光催化性能的研究

3．1 实验方法

3．2 结果与讨论

3．2．1 XRD分析和表面组成

3．2．2 形貌分析

3．2．3 DRS及BET分析

3．2．4 X-射线光电子全谱(XPS)分析

3．2．5 团藻状Cd0.57Zn0．43S纳米球的形成机理

3．2．6 光催化活性检测及机理分析

3．3 本章小结

参考文献

结论

攻读硕士期间发表的论文

致谢