CdS-TiO-,2-薄膜的制備與光催化性能研究.pdf

1、在全球能源危機，環(huán)境污染的背景下，二氧化鈦光催化氧化作為一種先進的氧化技術，在利用太陽能消除環(huán)境污染、生產(chǎn)潔凈能源方面為科學工作者們拓出了一條新的道路。在投入規(guī)?；I(yè)應用的研究中，TiO2光催化技術還存在一些關鍵性的技術問題需要解決，諸如：TiO2僅能吸收利用太陽光中的紫外光，對太陽能的利用效率較低；半導體載流子的復合率很高，造成量子效率較低；TiO2粉末在使用中回收率較低；在固定相體系中，固化條件要求較高且光催化活性不高等。光催化劑

2、作為光催化技術的核心部分，是決定光催化過程能否實際應用的關鍵因素。因此提高TiO2的光催化活性和對太陽光的利用率是當前催化研究中最為重要的研究課題。
　　 本論文研究了不同微粒對TiO2光催化薄膜性能的影響。通過對溶膠-凝膠法改進，利用浸漬-提拉法制備出了高質(zhì)量的光催化用TiO2基板；并采用原位復合化學水浴法，在基板上制備了多層CdS量子點；采用超聲輔助法低溫制備了球型CdS，并對其性能進行了表征；將CdS微球與TiO2復合，從

3、而制備出高性能光催化薄膜，提高了薄膜的光催化特性。對CdS量子點敏化的TiO2薄膜催化活性，球型CdS的制備，球型CdS復合TiO2薄膜催化活性，熱處理溫度與TiO2復合薄膜催化活性的影響等方面進行了研究。利用X射線衍射分析儀(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、紫外-可見(UV/Vis)分光光度計等分析測試手段主要的出如下結論：
　　 (1)采用浸漬-提拉法制備TiO2薄膜，通過控制加水量來減緩鈦酸丁酯水解制得溶膠。加入適量表

4、面活性劑DMF提高成膜質(zhì)量，有效推遲了薄膜發(fā)生龜裂的層數(shù)。采用化學浴原位法在TiO2薄膜表面制備CdS量子點。發(fā)現(xiàn)量子點敏化的TiO2薄膜比純TiO2薄膜的光催化性能有所提高，而且光催化性能和TiO2厚度有明顯關系。但是研究表明，光催化性能提升不夠明顯，推測可能是由于Q-CdS濃度不夠，未能充分展現(xiàn)出量子效應。其后經(jīng)過反復嘗試，仍無法突破，但是量子點的敏化作用卻是不可忽視的，這方面仍具有相當大的研究空間。
　　 (2)改進了傳統(tǒng)

5、CdS微球的制備工藝，采用超聲輔助化學法在低溫條件下制備直徑在200nm左右CdS微球。使用硫脲-濃氨水系統(tǒng)可以控制硫源緩慢釋放，提高了微球粒徑的均一性。從SEM照片也可看出此方法也使得CdS的球型形貌更加完美。這對CdS微球的敏化及光催化降解有機廢料非常有利。推測CdS微球形成機理，可能是由CdS量子點堆積成CdS納米線而后卷曲堆積而成。所以呈現(xiàn)類似毛線球形貌。通過測試手段證明了此方法制備的CdS微球具有較好的熒光性質(zhì)。