硫化物半导体光催化剂的制备、改性及其性能研究

论文摘要

本文研究了硫化物半导体光催化剂制备、改性及其光催化制氢性能,主要分为两个部分:一、SiO2复合Pt-Cd0.53Zn0.47S固溶体的光催化性能。采用共沉淀法制备了Cd0.53Zn0.47S固溶体光催化剂,以光还原沉积法载Pt,水解正硅酸乙酯负载SiO2,得到了载Pt的SiO2复合光催化剂SiO2/Pt-Cd0.53Zn0.475,并研究了水解pH值对其催化活性的影响。通过X射线衍射（XRD）、比表面（BET）、荧光光谱（PL）、紫外.可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）和扫描电镜（SEM）等测试技术对催化剂进行了表征。SiO2复合光催化剂有效地抑制了Pt-Cd0.53Zn0.47S光催化过程中发生的光腐蚀和粒子团聚,促使光生电子和空穴分离,从而使可见光制氢活性和稳定性大大提高。二、以乙二胺为络合剂水热法制得棒状的CdS纳米晶体,用TEM,XRD,BET,UV-Vis等技术对产物进行表征。结果表明,水热反应温度,乙二胺的加入量以及反应时间能够有效的控制CdS纳米粒子的尺寸和形貌。同时还对载不同量Pt的催化剂活性进行研究。当乙二胺与Cd2+比例为2,水热温度为150℃,载Pt量为0.05%时催化活性最好,达到222.63μmol/h,量子效应达13.9%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 半导体光催化原理
• 1.2.1 半导体光催化分解水制氢原理
• 1.2.2 复合半导体光催化原理
• 1.2.3 催化剂结构对催化剂活性影响
• 1.2.3.1 尺寸量子效应
• 1.2.3.2 晶相结构的影响
• 1.2.3.3 比表面的影响
• 1.2.3.4 表面羟基的影响
• 1.3 可见光光催化剂研究进展
• 1.3.1 硫化物类半导体光催化剂
• 1.3.2.氮氧化物及氮化物类半导体光催化剂
• 1.3.3 钛酸盐
• 1.3.4 铌酸盐
• 1.4 研究展望
• 1.5 选题依据和意义
• 2复合Pt-Cd_0.53Zn_0.47S固溶体光催化性能研究'>第2章 SiO₂复合Pt-Cd_0.53Zn_0.47S固溶体光催化性能研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要试剂
• 2.2.2 主要实验仪器
• 2.2.3 催化剂的制备
• 2.2.4 光催化反应
• 2.3 结果与讨论
• 2-Pt-Cd_0.53Zn_0.47S中SiO₂的量对产氢活性的影响'>2.3.1 Si0₂-Pt-Cd_0.53Zn_0.47S中SiO₂的量对产氢活性的影响
• 2复合对Pt-Cd_0.35Zn_0.47S光学性质的影响'>2.3.3 Si0₂复合对Pt-Cd_0.35Zn_0.47S光学性质的影响
• 2-Pt-Cd_0.53Zn_0.47S产氢活性的影响'>2.3.4 不同pH值水解正硅酸乙酯对Si0₂-Pt-Cd_0.53Zn_0.47S产氢活性的影响
• 2复合对Pt-Cd_0.53Zn_0.47S稳定性的影响'>2.3.5 Si0₂复合对Pt-Cd_0.53Zn_0.47S稳定性的影响
• 2.4 本章小结
• 第3章 棒状CdS纳米晶体的水热合成及其光催化剂活性的研究
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要试剂
• 3.2.2 主要实验仪器
• 3.2.3 催化剂的制备
• 3.2.4 光催化反应
• 3.2.5 量子效应的测定
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 乙二胺加入量对CdS样品的影响
• 3.3.2 水热稳定对CdS样品的影响
• 3.3.3 催化剂稳定性能测试
• 3.4 本章小结
• 参考文献
• 结论
• 致谢
• 攻读学位期间的研究成果