二元金屬硫硒化物的構(gòu)筑及光催化性能.pdf

1、環(huán)境污染和能源短缺是目前人類社會(huì)所面臨的兩大難題，半導(dǎo)體光催化技術(shù)是解決這兩大難題的最有前景的技術(shù)之一。研制高效寬光譜響應(yīng)的光催化劑一直是該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。重金屬不可以進(jìn)行生物降解，且易在生物組織中積累，擴(kuò)散到整個(gè)食物鏈，對(duì)人類威脅極大，六價(jià)鉻Cr(Ⅵ)的危害最為嚴(yán)重，光催化還原法處理含有Cr(Ⅵ)的污水被認(rèn)為是一種極其具有潛力的方法。本論文主要圍繞寬光譜響應(yīng)的二元金屬硫硒化合物光催化劑進(jìn)行系統(tǒng)研究，主要解決該領(lǐng)域所面臨的兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:

2、拓展金屬硫硒化物的光譜響應(yīng)范圍和抑制光生載流子的復(fù)合。主要內(nèi)容如下:
　　1、通過(guò)水熱法制備出一系列ZnO-MoSe2復(fù)合物，在可見(jiàn)光照射下用于光催化還原Cr(Ⅵ)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在ZnO中耦合MoSe2，能夠增強(qiáng)ZnO對(duì)可見(jiàn)光的吸收，同時(shí)形成階梯型能級(jí)，使得光生電子能夠從MoSe2導(dǎo)帶轉(zhuǎn)移到ZnO導(dǎo)帶，促進(jìn)光生載流子的有效分離，從而抑制其復(fù)合，達(dá)到增強(qiáng)光催化活性的目的。復(fù)合物中ZnO-MoSe2質(zhì)量比為1∶1時(shí)，對(duì)Cr(Ⅵ)的還

3、原率達(dá)到最大值，為100％。
　　2、通過(guò)水熱法制備出一系列MoSe2-碳量子點(diǎn)(CQDs)復(fù)合光催化劑，在紫外，可見(jiàn)及近紅外光照射下，探索其光催化還原Cr(Ⅵ)的活性，并研究不同CQDs復(fù)合比例對(duì)其光催化性能的影響。結(jié)果表明:利用CQDs的光轉(zhuǎn)換特性，復(fù)合CQDs能夠增加MoSe2的光吸收，并抑制了光生載流子的復(fù)合，從而使得MoSe2的光催化活性得到提高。當(dāng)CQDs復(fù)合比例為1wt.％時(shí)，MoSe2-CQDs復(fù)合物對(duì)Cr(Ⅵ)的

4、還原率達(dá)到最大值，為93％。
　　3、通過(guò)微波輔助法制備出一系列Ni3S2-石墨烯(RGO)復(fù)合光催化劑，在紫外和可見(jiàn)光照射下用于光催化還原Cr(Ⅵ)，并研究和分析了不同RGO復(fù)合比例對(duì)Ni3S2光催化性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:RGO的引入，由于其可以作為半導(dǎo)體光生電子的接受體和傳輸體特性，在復(fù)合物中形成良好的界面接觸并存在階梯型能級(jí)，抑制了光生載流子的復(fù)合，并在光催化劑表面形成了更多的活性位點(diǎn)，使得Ni3S2的光催化性能得到提高

5、。當(dāng)RGO復(fù)合比例為1wt.％時(shí)，Ni3S2-RGO復(fù)合物對(duì)Cr(Ⅵ)的還原率達(dá)到最大值，為91％。
　　4、通過(guò)微波輔助法制備出一系列CuS-RGO復(fù)合光催化劑，在紫外和可見(jiàn)光照射下，用于光催化還原Cr(Ⅵ)，并研究和分析了不同RGO復(fù)合比例對(duì)CuS光催化性能的影響，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:RGO的引入，由于其可以作為半導(dǎo)體光生電子的接受體和傳輸體特性，能夠抑制光生載流子的復(fù)合，并在光催化劑表面形成了更多的活性位點(diǎn)，從而使得CuS的光催化

6、活性得到提高。當(dāng)RGO復(fù)合比例為1wt.％時(shí)，CuS-RGO復(fù)合物對(duì)Cr(Ⅵ)的還原率達(dá)到最大值，為99％。
　　5、通過(guò)微波輔助法制備出一系列ZnS-RGO復(fù)合光催化劑，用于在紫外和可見(jiàn)光照射下光催化還原Cr(Ⅵ)，并研究和分析了不同RGO復(fù)合比例對(duì)ZnS光催化性能的影響進(jìn)行了系統(tǒng)的研究和分析，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:RGO的引入，由于其可以作為半導(dǎo)體光生電子的接受體和傳輸體特性，能夠增強(qiáng)ZnS的可見(jiàn)光吸收，抑制了光生載流子的復(fù)合，并在光