光電協(xié)同作用下TiO-,2--CdS薄膜體系的單-雙光束誘導光催化研究.pdf

1、TiO2光催化技術具有重要的應用前景，是國際上廣泛研究的課題。然而，由于TiO2的光生載流子的復合速度快，量子產(chǎn)量低，禁帶寬度較大，光譜響應范圍窄，不利于太陽光中可見光部分的有效利用，這些都嚴重限制了TiO2光催化材料的廣泛應用。因此，為了提高催化效率和利用可見光，本文開展了以下幾個方面的研究工作： (1)采用反應磁控濺射法制備出銳鈦礦納米TiO2薄膜，通過UV-Vis光譜、XRD、SEM、FE-SEM和Raman等測試技術對樣

2、品進行表征，確定用來做光催化實驗的TiO2薄膜的制備條件是：基片溫度為290℃，濺射時間為60 min。這時制備出的TiO2薄膜膜厚適中、禁帶寬度為3.21 eV、致密、平整、光滑、晶粒分布均勻。 (2)采用CBD法制備出納米CdS薄膜，通過UV-Vis光譜，XRD、SEM、FE-SEM和Raman等測試技術對樣品進行表征，確定用來做光催化實驗的CdS薄膜的制備條件是：油浴溫度80℃，pH 10，沉積時間120 min，Cd2+

3、/S2-=2:25。此條件下可制備出致密、平整、光滑的納米CdS薄膜，其晶粒大小大約40 nm。 (3)采用自制光電催化反應裝置，比較了TiO2、CdS和TiO2-CdS薄膜的光催化和光電催化效果，進行了以TiO2薄膜為工作電極，CdS薄膜為對電極的TiO2-CdS薄膜體系的恒電流電場作用光催化研究，考察了單光束紫外光照射TiO2薄膜、可見光照射CdS薄膜和雙光束誘導光電協(xié)同作用光催化性能，最后對TiO2-CdS薄膜體系在施加系

4、統(tǒng)恒電流和恒電位的光電催化實驗做了詳細研究。結果表明，光電催化的降解效率明顯高于光催化效率，TiO2-CdS薄膜雙光束誘導光(電)催化效率明顯優(yōu)于單光束TiO2薄膜和CdS薄膜的光(電)催化活性之和，同時，在負恒電流和正偏壓的電場作用下，可將TiO2薄膜上的電子反向抽取到CdS薄膜上，隨電流和電壓絕對值的增加，其光催化效率增強。 (4)通過對光電催化前后的TiO2薄膜和CdS薄膜進行表征，同時測試TiO2薄膜的V-I曲線和光催化