CdS材料作為一種重要的半導體材料具有優(yōu)異的光電特性,因其較窄的光學帶隙,被廣泛應用于光電探測及光催化領域。但由于其自身金屬硫化物的特性,導致其極易被氧化,發(fā)生光腐蝕現(xiàn)象,從而制約了其在實際生活中的應用,因此,找尋一種簡單,低成本的方法來解決其光腐蝕問題就顯得極為重要。本文主要采用水熱及液相沉積的方法,將ZnO,TiO₂與CdS材料相結合,通過控制結構的組成,優(yōu)化反應條件,從而在利用CdS優(yōu)異的光電特性的同時,提高催化劑的穩(wěn)定性。本論文通過掃描電子顯微鏡、X射線衍射、透射電子顯微鏡研究了樣品的形貌變化及晶體結構,并利用光催化降解有機染料研究其光催化性能及穩(wěn)定性。通過CdS量子點敏化水熱生長的ZnO納米陣列,極大的提高了樣品的催化性能,但測試其穩(wěn)定性發(fā)現(xiàn),由于CdS材料自身較強的光腐蝕性,使得催化劑的性能會迅速衰減。循環(huán)測試后,對樣品進行EDS分析,無法探測到Cd元素及S元素,說明絕大部分的CdS都在光催化過程中被腐蝕。利用液相沉積的方法在制備的CdS敏化ZnO納米陣列表面包覆一層TiO₂,復合結構使得樣品的催化穩(wěn)定性大大增強,同時并沒有降低樣...

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 半導體光催化原理
    1.3 半導體材料光催化研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 CdS催化劑光腐蝕研究
        1.4.1 材料光腐蝕的成因
        1.4.2 CdS光穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀
    1.5 研究目的及主要研究內(nèi)容
        1.5.1 課題研究目的
        1.5.2 主要研究內(nèi)容
第2章 復合結構制備方法及主要表征
    2.1 引言
    2.2 實驗材料及儀器
    2.3 實驗方法
        2.3.1 磁控濺射系統(tǒng)
        2.3.2 水熱反應裝置
        2.3.3 水浴反應
        2.3.4 液相沉積反應
    2.4 樣品表征手段
        2.4.1 X射線衍射
        2.4.2 掃描電子顯微鏡
        2.4.3 透射電子顯微鏡
        2.4.4 紫外可見吸收光譜
        2.4.5 光催化性能
第3章 CdS/ZnO納米陣列制備及其性能
    3.1 引言
    3.2 CdS/ZnO納米陣列的制備
        3.2.1 ZnO納米陣列合成
        3.2.2 CdS量子點合成
    3.3 CdS量子點制備形貌及分析
        3.3.1 前驅(qū)體濃度對CdS量子點生長的影響
        3.3.2 反應時間對CdS量子點生長的影響
        3.3.3 CdS/ZnO樣品元素及晶體結構表征
    3.4 CdS/ZnO納米陣列性能的研究
        3.4.1 CdS/ZnO樣品的光學性能
        3.4.2 CdS/ZnO樣品光催化性能及表征
        3.4.3 CdS/ZnO樣品光穩(wěn)定性研究
    3.5 本章小結
第4章 TiO₂包覆型復合結構制備及性能
    4.1 引言
    4.2 TiO₂/CdS/ZnO包覆結構的制備及表征
        4.2.1 液相沉積法制備TiO₂包覆層
        4.2.2 液相沉積反應對ZnO納米陣列的影響
        4.2.3 液相沉積反應時間對包覆樣品的影響
        4.2.4 TiO₂包覆型復合結構元素及晶體結構表征
    4.3 TiO₂/CdS/ZnO包覆結構性能的研究
        4.3.1 液相沉積反應對樣品吸光能力的影響
        4.3.2 TiO₂/CdS/ZnO包覆結構光催化性能及表征
        4.3.3 TiO₂/CdS/ZnO包覆結構光催化穩(wěn)定性研究
        4.3.4 TiO₂/CdS/ZnO包覆結構光催化原理
    4.4 本章小結
第5章 ZnO/TiO₂/CdS復合結構制備及其性能
    5.1 引言
    5.2 ZnO/TiO₂/CdS復合結構制備
        5.2.1 合成CdS薄膜
        5.2.2 液相沉積法包覆CdS薄膜
        5.2.3 復合ZnO納米陣列
    5.3 ZnO/TiO₂/CdS復合結構形貌及分析
        5.3.1 CdS薄膜生長
        5.3.2 不同液相沉積反應時間制備TiO₂保護層
        5.3.3 ZnO納米陣列生長條件研究
        5.3.4 ZnO/TiO₂/CdS晶體結構表征
    5.4 ZnO/TiO₂/CdS樣品性能的研究
        5.4.1 CdS薄膜不同液相沉積時間制備TiO₂保護層光學性能變化
        5.4.2 ZnO/TiO₂/CdS樣品光學性能變化
        5.4.3 ZnO/TiO₂/CdS樣品光催化性能及表征
    5.5 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文
致謝



本文編號：3964414