CdS材料作為一種重要的半導(dǎo)體材料具有優(yōu)異的光電特性,因其較窄的光學(xué)帶隙,被廣泛應(yīng)用于光電探測(cè)及光催化領(lǐng)域。但由于其自身金屬硫化物的特性,導(dǎo)致其極易被氧化,發(fā)生光腐蝕現(xiàn)象,從而制約了其在實(shí)際生活中的應(yīng)用,因此,找尋一種簡(jiǎn)單,低成本的方法來(lái)解決其光腐蝕問(wèn)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(jié)合,通過(guò)控制結(jié)構(gòu)的組成,優(yōu)化反應(yīng)條件,從而在利用CdS優(yōu)異的光電特性的同時(shí),提高催化劑的穩(wěn)定性。本論文通過(guò)掃描電子顯微鏡、X射線(xiàn)衍射、透射電子顯微鏡研究了樣品的形貌變化及晶體結(jié)構(gòu),并利用光催化降解有機(jī)染料研究其光催化性能及穩(wěn)定性。通過(guò)CdS量子點(diǎn)敏化水熱生長(zhǎng)的ZnO納米陣列,極大的提高了樣品的催化性能,但測(cè)試其穩(wěn)定性發(fā)現(xiàn),由于CdS材料自身較強(qiáng)的光腐蝕性,使得催化劑的性能會(huì)迅速衰減。循環(huán)測(cè)試后,對(duì)樣品進(jìn)行EDS分析,無(wú)法探測(cè)到Cd元素及S元素,說(shuō)明絕大部分的CdS都在光催化過(guò)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(fù)合結(jié)構(gòu)使得樣品的催化穩(wěn)定性大大增強(qiáng),同時(shí)并沒(méi)有降低樣...

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)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(dǎo)體光催化原理
    1.3 半導(dǎo)體材料光催化研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國(guó)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?jī)?nèi)容
        1.5.1 課題研究目的
        1.5.2 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 復(fù)合結(jié)構(gòu)制備方法及主要表征
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料及儀器
    2.3 實(shí)驗(yàn)方法
        2.3.1 磁控濺射系統(tǒng)
        2.3.2 水熱反應(yīng)裝置
        2.3.3 水浴反應(yīng)
        2.3.4 液相沉積反應(yīng)
    2.4 樣品表征手段
        2.4.1 X射線(xiàn)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(jiàn)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(diǎn)合成
    3.3 CdS量子點(diǎn)制備形貌及分析
        3.3.1 前驅(qū)體濃度對(duì)CdS量子點(diǎn)生長(zhǎng)的影響
        3.3.2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)CdS量子點(diǎn)生長(zhǎng)的影響
        3.3.3 CdS/ZnO樣品元素及晶體結(jié)構(gòu)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(xué)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(jié)
第4章 TiO₂包覆型復(fù)合結(jié)構(gòu)制備及性能
    4.1 引言
    4.2 TiO₂/CdS/ZnO包覆結(jié)構(gòu)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(yīng)對(duì)ZnO納米陣列的影響
        4.2.3 液相沉積反應(yīng)時(shí)間對(duì)包覆樣品的影響
        4.2.4 TiO₂包覆型復(fù)合結(jié)構(gòu)元素及晶體結(jié)構(gòu)表征
    4.3 TiO₂/CdS/ZnO包覆結(jié)構(gòu)性能的研究
        4.3.1 液相沉積反應(yīng)對(duì)樣品吸光能力的影響
        4.3.2 TiO₂/CdS/ZnO包覆結(jié)構(gòu)光催化性能及表征
        4.3.3 TiO₂/CdS/ZnO包覆結(jié)構(gòu)光催化穩(wěn)定性研究
        4.3.4 TiO₂/CdS/ZnO包覆結(jié)構(gòu)光催化原理
    4.4 本章小結(jié)
第5章 ZnO/TiO₂/CdS復(fù)合結(jié)構(gòu)制備及其性能
    5.1 引言
    5.2 ZnO/TiO₂/CdS復(fù)合結(jié)構(gòu)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(fù)合ZnO納米陣列
    5.3 ZnO/TiO₂/CdS復(fù)合結(jié)構(gòu)形貌及分析
        5.3.1 CdS薄膜生長(zhǎng)
        5.3.2 不同液相沉積反應(yīng)時(shí)間制備TiO₂保護(hù)層
        5.3.3 ZnO納米陣列生長(zhǎng)條件研究
        5.3.4 ZnO/TiO₂/CdS晶體結(jié)構(gòu)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(shí)間制備TiO₂保護(hù)層光學(xué)性能變化
        5.4.2 ZnO/TiO₂/CdS樣品光學(xué)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(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3964414