【摘 要】
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随着世界人口的增加和工农业的持续发展,水源中增加的有机污染物严重威胁到了人类的生态安全。目前大部分的水处理方法难度大且效率低,不能彻底解决污染问题。光催化技术已成为许多有机污染物降解的有前途的替代方法。CdS半导体是具有窄带隙的可见光驱动光催化剂,引起了广泛的兴趣,但是其对可见光的利用率很低,并且存在快速的电荷复合以及较低的光生电子和空穴的迁移能力,这些都制约着其应用。因此,将硫化镉与具有良好匹配
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随着世界人口的增加和工农业的持续发展,水源中增加的有机污染物严重威胁到了人类的生态安全。目前大部分的水处理方法难度大且效率低,不能彻底解决污染问题。光催化技术已成为许多有机污染物降解的有前途的替代方法。CdS半导体是具有窄带隙的可见光驱动光催化剂,引起了广泛的兴趣,但是其对可见光的利用率很低,并且存在快速的电荷复合以及较低的光生电子和空穴的迁移能力,这些都制约着其应用。因此,将硫化镉与具有良好匹配能带结构的二硫化钴框架结构结合,不但可以增加反应活性位点,改善硫化镉聚集状态,还可以通过异质结构抑制电子空穴复合,以增强光催化降解性能。针对上述问题,本论文主要从以下两个方面展开研究:（1）利用ZIF-67前驱体通过水热合成法成功合成了具有分层双壳空心结构的二硫化钴纳米材料,并通过调整反应条件得到了粒径在600 nm左右且大小均一、形貌规整的立方体结构。通过水热法成功合成了CdS/CoS2纳米材料,一系列表征手段都证实了CdS/CoS2的成功合成,随后探究了CoS2对CdS性质的影响,CdS/CoS2显示出增强的光吸收和更大的比表面积,表明CoS2的结构有效改善了CdS的比表面积,增加了光响应能力以及减缓了光生电荷和空穴的复合。（2）进而对一系列的CdS/CoS2的催化特性和光电性质进行了表征。以甲基橙（MO）为指示剂,研究了CdS/CoS2的光催化降解能力,催化效果表明,CdS/CoS2-2表现出最佳的光催化降解效率,在60 min可见光照射下降解效率可达94%,并且表现出最佳的光电流响应,光电流差值可达30μA,速率常数k(0.04985 min-1)约为CdS(0.01645 min-1)的三倍,并且循环五次实验后依然能够达到87.8%的降解效率,随后研究了p H对光催化活性的影响,发现CdS/CoS2-2在p H为5-11范围内都能保持对MO的高降解率,酸性条件比碱性条件降解效果更好,p H=5时,可达99%的降解效率和0.09734 min-1的降解速率。CdS/CoS2-2样品同样对Rh B、MB、4-NP均表现出较强的催化性能,对模拟废水的降解效果表明CdS/CoS2-2具有良好的实际应用前景。
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