论文部分内容阅读
半导体光催化材料因在环境清洁以及太阳能有效利用等方面具有潜在的工业应用价值而受到广泛关注。传统的硫化镉(CdS)半导体材料能够在可见光区域下具有良好的响应，但是存在着量子效率低、容易发生光腐蚀等缺点，开发改性CdS材料成为当今光催化研究领域的热点之一。本文采用含锌镉铝的类水滑石(ZnCdAl-LDHs)作为前驱体，分别经过硫化还原、碱液刻蚀、以及负载染料等步骤，制备得到了系列不同Zn/Cd比例的染料敏化多孔ZnCdS半导体材料，采用多种表征手段研究了样品的物化性质，并在可见光照射条件下测试了罗丹明-B的光催化降解性能。研究内容和结果如下:
(1)本文首先采用十二烷基硫酸根(DS)插层的系列不同Zn/Cd比例的ZnCdAl-LDHs作为前驱体材料，通过简单的气-固原位硫化还原制备得到由无定形氧化铝稳定的ZnCdS固溶体复合物，ZnCdS粒子的粒径大约为3～4 nm之间且分布均匀。然后，利用强碱溶液的刻蚀作用，将此复合物中具有限域作用的无定形氧化铝溶蚀掉，生成具有介孔结构的ZnCdS固溶体材料。该介孔结构为进一步的染料分子的敏化提供了负载位置。最后，通过浸渍的方法得到负载曙红-Y分子的ZnCdS-EY半导体材料。
(2)以罗丹明-B分子的降解为探针反应，在可见光照射条件下测试了染料敏化ZnCdS固溶体材料的光催化性能，并初步探讨了光催化降解罗丹明-B的过程机制。相比较采用共沉淀法制备的相同Zn/Cd比例的样品，ZnCdS-EY光催化降解罗丹明-B时的光催化活性较高。研究表明，样品的Zn/Cd比例对于光催化性能的影响较大。无论是在敏化前还是敏化后，Zn/Cd摩尔比为1∶4时样品的光催化活性最优。