TiO2-CdS復(fù)合納米結(jié)構(gòu)的制備與性能研究.pdf

1、TiO2具有催化活性高、化學(xué)穩(wěn)定性好、無毒、廉價(jià)等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于再生能源以及環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域。但是只有波長等于或小于387nm的紫外光能被TiO2吸收,極大地限制了太陽光的有效利用。其中,選擇一種能級匹配的窄禁帶半導(dǎo)體CdS與TiO2復(fù)合是提高TiO2在可見光范圍的光電性能常用且有效的方法。其中,CdS與TiO2復(fù)合材料的兩個(gè)非常重要的應(yīng)用領(lǐng)域是光催化和太陽能電池。本文將從這兩個(gè)方面分別探索制備CdS復(fù)合TiO2功能納米材料并對其性能

2、進(jìn)行表征。
　　 1、以SiO2為模板,通過一種簡單的方法制備TiO2@CdS和CdS@TiO2雙殼空心球并研究其光催化性能。其中為了制備光催性能良好的CdS敏化TiO2雙殼空心球,首先采用溶膠凝膠法制備了殼層致密穩(wěn)定,分散性良好的銳鈦礦相TiO2空心球并系統(tǒng)研究了不同后續(xù)熱處理溫度對TiO2空心球的晶型、形貌以及光催化性能的影響。其次采用超聲輔助法制備了殼層致密穩(wěn)定,分散性和光催化性能良好的閃鋅礦相CdS空心球,并討論了CdS

3、殼層的形成機(jī)制及氨水添加量對其的形成的影響。最后在掌握了CdS和TiO2空心球的制備方法的基礎(chǔ)之上制備直徑約為540 nm的TiO2@CdS和CdS@TiO2雙殼空心球并比較兩者的光催化性能。結(jié)果表明:兩種空心球結(jié)晶良好,殼層致密穩(wěn)定,分散性良好。通過CdS與TiO2的復(fù)合,極大地?cái)U(kuò)展了TiO2在可見光區(qū)的吸光范圍。光催化羅丹明B的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明TiO2@CdS雙殼空心球比CdS@TiO2雙殼空心球,TiO2空心球及CdS空心球展現(xiàn)出更好

4、的光催化活性。
　　 2、CdSxSe1-x量子點(diǎn)敏化TiO2太陽能電池的制備與表征。采用無注入化學(xué)膠體合成法制備了單分散性良好,能帶可調(diào)的CdSxSe1-x量子點(diǎn)并研究了CdSxSe1-x量子點(diǎn)敏化TiO2太陽能電池的光電性能。結(jié)果表明:隨著S、Se的成分比的逐漸變化從CdSe、CdS0.25Se0.75、CdS0.5Se0.5、CdS0.75Se0.25至CdS的吸收峰逐漸藍(lán)移,禁帶寬度逐漸增大。CdSxSe1-x量子點(diǎn)敏化