本文關(guān)鍵詞：g-C_3N_4和CdS的合成及催化性能的改進(jìn)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《吉林大學(xué)》 2014年

g-C_3N_4和CdS的合成及催化性能的改進(jìn)

唐先念  

【摘要】：自從上世紀(jì)Fujishima和Honda報(bào)道了二氧化鈦電極光分解水這個(gè)研究成果之后，因半導(dǎo)體光催化劑轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能在現(xiàn)代領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用，所以目前大多數(shù)研究都集中在這方面。然而在眾多的光催化劑中，g-C3N4（2.7eV）和CdS(2.4eV)已被證實(shí)具有合適的價(jià)帶和良好的光催化性能，從而被認(rèn)為是能有效光催化分解水制氫的可見(jiàn)光型催化劑,因此得到極大的關(guān)注。 本文采用一種典型的合成方法，通過(guò)在550℃氬氣環(huán)境下加熱三聚氰胺（6g)4小時(shí)制備了g-C3N4,然后在此基礎(chǔ)上，以乙二醇(25ml)作為溶劑，鉬酸鈉（20mg)和硫脲(100mg)作為溶質(zhì)，利用溶劑熱法，，從而制備了4wt%MoS2-g-C3N4，為了進(jìn)一步研究助催化劑對(duì)半導(dǎo)體光催化性能影響，我們也進(jìn)行了另一實(shí)驗(yàn)，也采用了水熱法制備了CdS粉末。其方法如下：把硫酸鎘(1.8g)和硫代乙酰胺(1g)加入到去離子水中，超聲20min，然后轉(zhuǎn)移到反應(yīng)釜中，200℃反應(yīng)12h,然后自然冷卻到室溫，在烘箱中90℃干燥6h, Nb2O5/CdS的樣品制備如下：以CdS為基體，用機(jī)械研磨合成法制備了Nb2O5-CdS復(fù)合型的光催化劑，通過(guò)加入不同的Nb2O5的含量，從而成功合成一系列的Nb2O5-CdS催化劑采用水熱合成法制備了CdS納米級(jí)光催化劑，然后采用機(jī)械研磨煅燒法成功制備出Nb2O5-CdS復(fù)合型光催化劑，通過(guò)改變Nb2O5的含量，來(lái)討論Nb2O5對(duì)整個(gè)體系光催化性能的影響。 針對(duì)上面的樣品，使用XRD，UV-Vis，F(xiàn)T-IR，TEM，SEM和PL等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行了表征，同時(shí)采用可見(jiàn)光催化分解水來(lái)測(cè)試了其光催化性能。研究了不同含量的MoS2擔(dān)載對(duì)g-C3N4及不同量Nb2O5擔(dān)載對(duì)CdS光催化活性的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，4wt%MoS2-g-C3N4和50wt%Nb2O5-CdS具有最高的光催化活性。經(jīng)過(guò)光催化實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明4wt%MoS2-g-C3N4的產(chǎn)氫量為16.592μmol/h，比單一的g-C3N4的性能要高9.67倍（本體系使用三乙醇胺作為犧牲試劑）。對(duì)于Nb2O5/CdS系統(tǒng)，50%的Nb2O5/CdS具有最高的光催化活性，其產(chǎn)氫量為43.5μmol/h，為單一CdS的四倍。一個(gè)簡(jiǎn)單的光催化機(jī)理同時(shí)也被提出，光催化活性提高的原因歸因于MoS2和Nb2O5能作為助催化劑來(lái)有效抑制光生電子空穴的在結(jié)合，促進(jìn)電子的轉(zhuǎn)移，提供更多的反應(yīng)場(chǎng)合。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：O643.36
【目錄】：

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