g-C_3N_4和CdS的合成及催化性能的改进

g-C_3N_4和CdS的合成及催化性能的改进

作者:师大云端图书馆 时间:2019-10-02 分类:参考文献 喜欢:1454
师大云端图书馆

【摘要】自从上世纪Fujishima和Honda报道了二氧化钛电极光分解水这个研究成果之后,因半导体光催化剂转换太阳能在现代领域中有广泛的应用,所以目前大多数研究都集中在这方面。然而在众多的光催化剂中,g-C3N4(2.7eV)和CdS(2.4eV)已被证实具有合适的价带和良好的光催化性能,从而被认为是能有效光催化分解水制氢的可见光型催化剂,因此得到极大的关注。本文采用一种典型的合成方法,通过在550℃氩气环境下加热三聚氰胺(6g)4小时制备了g-C3N4,然后在此基础上,以乙二醇(25ml)作为溶剂,钼酸钠(20mg)和硫脲(100mg)作为溶质,利用溶剂热法,从而制备了4wt%MoS2-g-C3N4,为了进一步研究助催化剂对半导体光催化性能影响,我们也进行了另一实验,也采用了水热法制备了CdS粉末。其方法如下:把硫酸镉(1.8g)和硫代乙酰胺(1g)加入到去离子水中,超声20min,然后转移到反应釜中,200℃反应12h,然后自然冷却到室温,在烘箱中90℃干燥6h,Nb2O5/CdS的样品制备如下:以CdS为基体,用机械研磨合成法制备了Nb2O5-CdS复合型的光催化剂,通过加入不同的Nb2O5的含量,从而成功合成一系列的Nb2O5-CdS催化剂采用水热合成法制备了CdS纳米级光催化剂,然后采用机械研磨煅烧法成功制备出Nb2O5-CdS复合型光催化剂,通过改变Nb2O5的含量,来讨论Nb2O5对整个体系光催化性能的影响。针对上面的样品,使用XRD,UV-Vis,FT-IR,TEM,SEM和PL等手段对其结构和性能进行了表征,同时采用可见光催化分解水来测试了其光催化性能。研究了不同含量的MoS2担载对g-C3N4及不同量Nb2O5担载对CdS光催化活性的影响。实验结果表明,4wt%MoS2-g-C3N4和50wt%Nb2O5-CdS具有最高的光催化活性。经过光催化实验结果表明4wt%MoS2-g-C3N4的产氢量为16.592μmol/h,比单一的g-C3N4的性能要高9.67倍(本体系使用三乙醇胺作为牺牲试剂)。对于Nb2O5/CdS系统,50%的Nb2O5/CdS具有最高的光催化活性,其产氢量为43.5μmol/h,为单一CdS的四倍。一个简单的光催化机理同时也被提出,光催化活性提高的原因归因于MoS2和Nb2O5能作为助催化剂来有效抑制光生电子空穴的在结合,促进电子的转移,提供更多的反应场合。
【作者】唐先念;
【导师】鄢俊敏;
【作者基本信息】吉林大学,材料学,2014,硕士
【关键词】光催化;MoS2;g-C3N4CdS;Nb2O5;水分解;

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