多孔ZnS-CdIn2S4固溶體光催化劑制備及制氫性能研究.pdf

1、本文采用水熱法制備了ZnS-CdIn2S4固溶體光催化劑，通過X射線衍射(XRD)、電感耦合等離子體發(fā)射光譜(ICP)、紫外-可見漫反射光譜(UV-vis)、場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)和光催化活性測試等手段對這一系列固溶體的組成、結(jié)構(gòu)、形貌及光催化性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并為ZnS系固溶體光催化劑的進(jìn)一步研究提供了思路。
　　采用場發(fā)射掃描電子顯微鏡及X射線衍射表征了ZnS-CdIn2S4固溶體粉體的微觀形貌和晶體結(jié)構(gòu)，測試結(jié)果表

2、明水熱法制備的ZnS-CdIn2S4固溶體粉體形貌均一，單分散性好，無ZnS、CdIn2S4雜相的存在，且 ZnS-CdIn2S4固溶體的微觀形貌及相組成與ZnS及CdIn2S4組分的配比有著密切的聯(lián)系，ZnS-CdIn2S4固溶體顆粒是由一次顆粒自組裝形成的二次顆粒，隨著CdIn2S4組分的增加，一次顆粒逐漸由納米立方向納米片過渡。紫外可見漫反光譜試表明，隨著CdIn2S4組分的增加，ZnS-CdIn2S4固溶體吸收邊紅移。比表面積及

3、孔徑測試表明(CdIn2)0.3Zn2.8S4固溶體具有較高的比表面積，且呈現(xiàn)出多孔性，這有利于光催化活性的提高，其孔類型為狹縫形。樣品的比表面積及總孔容隨著合成溫度的提高而增加，當(dāng)合成溫度為240℃，合成時間12h時，樣品的比表面積及總孔容最大，分別為120.61m2·g-1和0.1255cm3·g-1。
　　光催化活性測試表明，ZnS-CdIn2S4固溶體光催化劑的組成為(CdIn2)0.3Zn2.8S4時活性最高，其原因可能

4、是此時光催化劑的吸光性能與導(dǎo)帶位置更適宜制氫。隨著合成溫度的提高樣品的制氫活性逐漸升高，這與其比表面積及總孔容的提高有關(guān)，當(dāng)合成溫度240℃，合成時間24h時，光催化劑具有最優(yōu)的光催化制氫性能。對光催化反應(yīng)的參數(shù)，如犧牲劑Na2S濃度、Na2SO3濃度、光催化劑的添加量、超聲分散時間、Pt助催化劑負(fù)載量優(yōu)化后，(CdIn2)0.3Zn2.8S4固溶體光催化制氫活性高達(dá)2090μmol·h-1，活性高于目前報道的大多數(shù)可見光響應(yīng)光催化劑。