水热法制备MoS2-ZnS及其光催化性能研究

《水热法制备MoS2-ZnS及其光催化性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、４．２学校代码：１０６９７分类号：ＴＮ３０１５２：２００９２３密级：公开学号＿硕士学位ｉ论文ＭＡ’ＳＴＥＲＳＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ水热法制备ＭｏＳ／ＺｎＳ及其光催化性能研究学科名称：微电子学与固体电子学作者：赵武教授：韩君竹指导老师西北大学学位评定委员会二○一八年六月HydrothermalSynthesisandPhotocatalyticPerformanceofMoS2/ZnSAthesissubmittedtoNorthwestUniversityinpartia

2、lfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinMicroelectronicsandSolid-StateElectronicsByHanJun-ZhuSupervisor:ZhaoWuProfessorJune2018摘要近年来，利用半导体材料光降解污染物成为研究焦点。不同于单一的半导体光催化材料，复合半导体能够有效降低光生电子空穴对的再结合，提升催化剂的催化活性，针对这一问题，论文选用水热法制备出MoS2/ZnS复合材料，并研究其光催化性能。首先，采用水热

3、法制备ZnS微球，将其分散在MoS2源料中，通过改变反应时间、反应温度、Mo:Zn比、Mo:S比等实验参数用二步水热法制备MoS2/ZnS复合材料。其晶体结构、微观形貌等分别采用XRD、SEM、EDS等测试手段进行表征分析，证明制备样品是MoS2/ZnS复合材料。以MoS2/ZnS复合材料光催化罗丹明B溶液的降解效率为指标做极差分析，得到实验参数对制备效果影响的主次关系，并得到优化的制备工艺：Mo:Zn为1:0.5；反应时间为20h；反应温度为170℃；Mo:S为1:5。在优化工艺基础上加入三种不同类型的表面活性剂

4、，设计不同浓度梯度的实验，探究其对MoS2/ZnS复合材料形貌、结构的调控作用，发现加入非离子表面活性PVP的MoS2/ZnS复合材料具有形貌均匀不团聚的特点，说明PVP的适量添加使得复合材料中的MoS2的堆垛片层数目减小、有序化程度降低、片层间距增加，且花瓣状微球的分散性和均一性都有所提升，并且由于其分子结构有链长的特点，可以调节MoS2的分散性，起到提高催化活性的作用。其次，对添加不同类型表面活性剂的MoS2/ZnS复合材料对罗丹明B溶液的降解效率进行测试，结果表明添加PVP所得的MoS2/ZnS复合材料催化活

5、性最优，其降解效率为93%，使用SDBS辅助生长的MoS2/ZnS复合材料的降解效率为88%，添加CTAB制备的MoS2/ZnS复合材料，降解效率为85%。最后，对MoS2/ZnS复合材料在不同染料中的光催化降解效率进行测试，发现其对亚甲基蓝和罗丹明B的降解效率较高，分别为98%、90%，对甲基橙的降解效率较低只有70%。同时测试不同光源对MoS2/ZnS复合材料光催化活性的作用，发现MoS2/ZnS复合材料在白炽灯与紫外灯下的降解效率分别为90%、65%，说明在白炽灯下其催化活性更好。关键词：水热法，MoS2/Z

6、nS复合材料，光催化，表面活性剂iiiABSTRACTInrecentyears,theuseofsemiconductormaterialstophotodegradepollutantshasbecomethefocusofresearch.Unlikethesinglesemiconductorphotocatalyticmaterials,thecompositessemiconductorcaneffectivelyreducetherecombinationofphotogeneratedelectro

7、nholepairsandimprovethecatalyticactivityofthecatalyst.Inthispaper,MoS2/ZnScompositematerialsweresuccessfullypreparedbytwo-stephydrothermalmethod.Andthephotocatalyticperformanceandphotocatalyticreactionmechanismwerestudied.First,ZnSmicrosphereswerepreparedbyhyd

8、rothermalmethod.ThenwedispersedZnSintoMolybdenumdisulfide（MoS2）.MoS2/ZnScompositematerialswerepreparedbytwo-stephydrothermalmethodbychangingthereactiontime,reactiontemperature,rati