CdS-TiO_2复合半导体薄膜的制备及其光催化性能的研究

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1、摘要4，z}对j：!催化技术庶，削rrr仃花的TiO2光催化疑r效家低．吸收利用氏阳能光谱范围育限．催化剂川收陆J瑚：等问题，通过肇禁带半导体CdS(E。=25e、)的复合，对纳米TiO!迸行了改性研究。‘方而，由于CdS的窄禁借冤度可以扩展薄膜的光谱吸收范阳，另一方面．由于能带的交叠，提高了止0二[皂子和空穴的分离效率．从而提高了薄膜的光催化降解效率．小二[采用；容牧．凝胶技术，以铁酸r酯、乙酸镉和硫脲为原荆，以普通圾璃片为拔体，制备了纳米TiO：薄膜、CdS薄膜和1CdS．Ti02复合、卜导体薄膜研究了制备过程中多种制备参数(如溶胶的浓度，聚乙．醇(PEG

2、)的Du入量，镀膜层数，热处理温度及时问)对薄膜结构和性能的影响，采jjX制线衍剐rXRD)、珀描电镜，SEM)、能谱分析(EDXA)、紫外一tU见吸收光谱(UV．Vis)等测试手段列各薄膜进行了结构和物性表i_『f!。以有机央料罗丹明B为目标降解物．研究了薄膜的光催化I绛fnq-性能。研究结果表明：在本实验条件下，具有较好光催化活性的Ti02薄膜的最停制备条件为：Ti02溶胶的浓度为O7molll，聚乙二醇的加入鞋为059，馊锁层数为3．热处理温度为4．80。C，保温】h。而对于CdS．Ti02疆合薄膜，、jCdS／，11iO二f摩尔比)为2．5％，镀膜层数

3、为3，在氮气保护下．通过480℃热处理．馕温¨】．得到的薄膜光催化7H．能最好。研究i染糊岁月H月B的仞始浓度、溶液的酸度等冈索剥7YiO：薄膜降解：引幻影Ⅻ一结粜表明，在水。_j翰祭件th⋯1罗月明B溶液的浓度匀10mg／l，pH=3州，染料具有最佳的野钟效粜。通过列罗川明B光催化降flj4：,．bJ力学的盱宽表明，罗月明B的降蒯呈一级动力学特征。通过CdS对Ti02薄膜的复台掺杂，不仅改善了Ti02薄膜的光谱吸收性能，J￡提高j。TiO!薄膜的光f-h'i化降解效率。在本实验条件卜'丁i·)2薄膜的，!碧吸收范刚从380nm扩展到了550]1ln，其降解率

4、从605I{{_j筵商iI了78．5％，关键词CdS。Ti02复合薄膜罗』_明B光催化降解溶胶．凝胶玻璃武汉理工人学硕士学位论文AbstractThispaperaimedatenhancingthephotoactMtyofnano—Ti02．disclosingthenatureofeffectsofdopingonnano-Ti02andalsoconductingtheresearchonpracticaluseAccordingtothecurrentproblemssuchaslowquantumefficiency、limitedavailabl

5、esunenergyspectrumrange，andinefficientrecovery、resultedfromthepracticalusingofphotocatalysis，usingthenarrowbandsemiconductorCdS(E￡=25ev)tocompoundwithTi02seemstObeaneffectivesolutionsinceitwillnotonlyenlargetheregionoftheabsorptionwiththeproperparrots,bandofCdSbutalsoimprovethephoto

6、degradationefficiency‘onaccountofthebandoverlapofthetwo，whichmakesthephotoinducedelectronandholesseparatemoreeasilyTheTi021CdSandCdS—Ti02filmsonthecom／YlonglasssubstrateⅢereprepared．respectively，usingTi(OC4H。)4．Cd(COOCHy)2andSCN2It4asr”、materialsbysol—gelmethod．Theinfluencesofmanifo

7、ldpreparingparameters(suchastheconcentrationofsol，theamountofthePEGthenumberofcoatings，theheat-treatedtemperatureandtime)onthestructureandperformancewerestudied．Thestructure，themorphology，theelementandabsorbencyofthefilmswereresearchedwiththetestsofXRD．SEM、EDXAandUV-VisabsorptionMea

8、nwhilethephotocatal