Bi2S3-TiO2同軸納米電纜的制備及其光催化性能研究.pdf

1、本文采用電化學(xué)方法，以陽極氧化鋁（AAO）為模板，控電位沉積了Bi2S3納米管、納米線以及Bi2S3/TiO2同軸納米電纜。利用掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）、能量色散 X射線光譜儀（EDS）、X射線光電子能譜儀（XPS）、X射線衍射儀（XRD）等測試對材料的表面形貌、晶型結(jié)構(gòu)、元素組成等進行了表征，另外，利用紫外-可見吸收光譜等對產(chǎn)物的光響應(yīng)性能和光催化活性進行了分析。
　　在AAO模板中，以Na2S2O3為

2、硫源，Bi(NO3)3為鉍源，控電位沉積了Bi2S3納米材料，鍍液溫度5℃，沉積電位-1.11 V?？刂瞥练e時間可分別得到Bi2S3納米管和納米線，獲得的一維Bi2S3納米管（線）尺寸一致，外徑約為100 nm，與AAO模板孔徑一致。Bi2S3納米材料的禁帶寬度為1.4 eV。Mott-Schokkty測試結(jié)果表明，制得的Bi2S3納米材料為p型半導(dǎo)體。
　　采用兩步控電位沉積的方法，以AAO模板為工作電極，分別制備出TiO2納米

3、管及Bi2S3/TiO2同軸納米電纜。測試結(jié)果表明，Bi2S3/TiO2同軸納米電纜為接觸良好的核殼結(jié)構(gòu)。同軸結(jié)構(gòu)的外徑約為100 nm，壁厚20 nm。XRD測試結(jié)果表明，Bi2S3/TiO2同軸納米電纜由斜方晶系的Bi2S3和銳鈦礦型的TiO2組成。
　　紫外可見吸收光譜測試表明，Bi2S3/TiO2同軸納米電纜較TiO2納米管在可見光區(qū)的吸收系數(shù)明顯增強，且隨Bi2S3沉積量的增加，Bi2S3/TiO2同軸納米電纜的吸收譜圖

4、出現(xiàn)明顯紅移。交流阻抗測試表明，隨著Bi2S3負載量的增加，Bi2S3/TiO2同軸納米電纜中，光生電子在半導(dǎo)體內(nèi)部的轉(zhuǎn)移和分離更容易，Bi2S3負載有利于其光催化活性的提高。光催化降解實驗結(jié)果表明，相同條件下，催化降解效率依次為：Bi2S3/TiO2﹥TiO2﹥Bi2S3。光催化降解的反應(yīng)動力學(xué)均符合一級反應(yīng)動力學(xué)。光解水制氫實驗中，Bi2S3/TiO2同軸納米電纜在光照3 h時，制氫速率為7.83μmol/h/g，量子產(chǎn)率為30.2