ZnOCdS納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備及其光電特性研究.pdf

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1、分類(lèi)號(hào)UDC:密級(jí):公開(kāi)編號(hào):ZnO/OdS納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備及其光電特性研究TheOpticalandElectricPropertiesofCdS/ZnONano-composites學(xué)位授予單位及代碼:量壹堡王盤(pán)堂!】Q!豎!學(xué)科專(zhuān)業(yè)名稱及代碼:塹塞查塑堡IQZQ2墮2研咒方向:—』監(jiān)畦盤(pán)亟塑理申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別:亟—±指導(dǎo)教師:———韭壹鴟研究生:壁垂五論又起川.時(shí)吲::Q螋:!Q二墊!Ql!LJDC膏級(jí):——編0:——ZnO/CdS納米復(fù)合結(jié)構(gòu)制備及其光電特性研究TheOpticalandElectricPropert

2、iesofCdS/ZnONano。composites學(xué)位授f幣何及代碼:絲盤(pán)堡』:厶生(1Ql豎2學(xué)科爭(zhēng)、lk私稱技代碼:絲鐾塵蜘恥!Q!Q!堂!研究力

3、l】J:抽鲞△墮塑韭指導(dǎo)救帥:盟:&嶁論文起JJ二州川:2QQ!.!Q=2Q1Q+l!。r學(xué)似緞刖:業(yè)l:長(zhǎng)春理工大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明:所呈交的碩士學(xué)位論文.(ZnO/CdS納米復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備駛其光催化特性研宄》是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)F+獨(dú)●越行刪究r怍所取斜的成糶。除文中已經(jīng)注馴引用的內(nèi)容外.本論史不包含億何填他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰’j過(guò)的作品成果

4、??牡膄iJ}究做?雨掣責(zé)獻(xiàn)的個(gè)人和集體.均L^文-IrLl叫確斤式杯明。本人完全意n{到本聲11J】的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者簽名嗵舞砂尹1j。rjH)7長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)f證論文作者技精吁教帥究傘了解“K釋刪1人’}碩l、博

5、。學(xué)似論文版權(quán)使用規(guī)定”,同意長(zhǎng)春理】:大學(xué)保斟并向中國(guó)科學(xué)托包研究所、中啊優(yōu)秀博碩十學(xué)位論文全文數(shù)拋庫(kù)和CNKI系列敬扒庫(kù)及其它削家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送文學(xué)何

6、侖文的復(fù)印件和l電子版,允許淪文被查閱和借閱。本人授權(quán)長(zhǎng)春理11人學(xué)r,T以將本學(xué)位淪文的全部或部分內(nèi)容編入柏關(guān)數(shù)_

7、}ll}席進(jìn)行榆索,也可采用影印、縮印或掃排等復(fù)制手段保存和匯編學(xué)位論文。怖虢逐型赳年土,,m洲箍“:盈皿血之墮年.土¨葒』l摘要隨著社會(huì)的進(jìn)步和工業(yè)的發(fā)展.環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重,己經(jīng)引起了各國(guó)政府高度重視,目前解決這一問(wèn)題最有效的途徑是利用光催化技術(shù)降解對(duì)環(huán)境有害的有機(jī)污染物。半導(dǎo)體作為催化劑以其優(yōu)異的性能引起了廣泛的關(guān)注。Ti02是目前應(yīng)用最廣泛的一種半導(dǎo)體光催化劑,它是一種間接帶隙半導(dǎo)體,具有較低的電子躍遷幾率,作為光催化劑降解有機(jī)物的過(guò)程中反應(yīng)速率較低。ZnO是直接帶隙半導(dǎo)體,因此ZnO比TiOz有更高的量子效率:而且

8、ZnO表面存在的氧空位較多。為電子陷阱的形成提供充足的條件.增加電子與空穴的復(fù)合時(shí)間,從而提高光催化活性。但是ZnO是寬帶隙半導(dǎo)體,其吸收光的范圍較窄,只局限在紫外光區(qū)域。拓寬其帶隙增強(qiáng)光吸收范圍對(duì)光催化性能的提高是非常重要的。此外,提高光生載流于的分離,減少光生載流子復(fù)合也是提高光催化活性的重要手段。眾所周知CdS是最典型的可見(jiàn)光催化劑之一。然而,粉末狀的CdS在光催化反應(yīng)時(shí)容易被自身產(chǎn)生的光生空穴氧化而遭到光腐蝕。人們使用多種手段來(lái)改進(jìn)金屬硫化物穩(wěn)定性,例如.在CdS表面涂上貴金屬(Pt),在硫化物的納米微粒中加入光催

9、化劑等都可以來(lái)提高金屬硫化物的穩(wěn)定性。同時(shí)CdS(24eV)的帶隙小于znO(337eV).因此使用CdS納米顆粒對(duì)ZnO進(jìn)行表面修飾制備出ZnO/CdS復(fù)臺(tái)結(jié)構(gòu),此種復(fù)合結(jié)構(gòu)的吸收波長(zhǎng)可從紫外波段延展到可見(jiàn)光波段,提高了對(duì)光的利用效率。同時(shí),由于CdS和ZnO能帶的位置不同,能夠促進(jìn)光生載流子的分離。因此研究ZnO/CdS復(fù)臺(tái)結(jié)構(gòu)的光催化特性對(duì)于制各高效率半導(dǎo)體光催化材料具有重要意義。本文利用水熱法通過(guò)在納米ZnO上二次生長(zhǎng)CdS納米顆粒制各ZnO/CdS納米復(fù)合結(jié)構(gòu)。通過(guò)掃描電鏡、x射線衍射、光致發(fā)光等測(cè)試手段對(duì)樣品的

10、形貌、結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征。研究CdS修飾前后納米ZnO光催化活性的變化,并對(duì)不同ZnO基的ZnO/CdS復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行了比較。結(jié)果表明,經(jīng)過(guò)CdS修飾之后,納米ZnO的光催化活性明顯增強(qiáng):還發(fā)現(xiàn)基于ZnO納米帶的ZnO/CdS復(fù)合結(jié)構(gòu)的光催化活性明顯高于基于ZnO納米棒的ZnO/CdS復(fù)臺(tái)結(jié)構(gòu)。此外還將ZnO/CdS復(fù)合結(jié)構(gòu)做成傳感微電極,在其光催化降解有機(jī)物的同時(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)催化過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。關(guān)鍵詞:水熱法ZaOCdS復(fù)合結(jié)構(gòu)光催化傳感ABSTRACTWim吐leimprovementofindustrialandeco

11、nomicenvironmentalproblemisincreasinglyseriousPhotocatal)Ttictechnologyisthemosteffectivewaytosolvethisproblem、Semiconductorphotocatalysthasmuchadvantag

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