纳米ZnS和ZnSSe的制备及其光催化性能的研究.pdf

中文摘要Ⅱ.Ⅵ族纳米半导体材料由于其新颖的物理、化学性质以及潜在的应用前景,已经成为当今纳米材料的研究热点。本论文旨在发展低温化学液相法合成纳米结构ZnS和ZnSSc,并系统研究其结构、形貌、光学性质及光催化性能。与其它的制备方法相比,化学液相法有着许多突出的优点:反应体系简单,反应条件温和,反应易于控制,产量高,成本低,更加适用于工业化的大规模生产。这些优点为ZnS和ZnSSe纳米材料在光催化等领域的实际应用奠定了很好的基础。本论文主要研究内容归纳如下:(1)我们用化学液相法成功地合成了可见光响应的硫自掺杂ZnS光催化剂。XRD证实了ZnS纳米晶是闪锌矿结构,结晶度好。随着原材料中S/Zn摩尔比的增加,XRD衍射峰向小角度偏移,证实了硫掺杂ZnS的形成。ICP-AES结果显示,产物中S/Zn的组成比可以由反应物的浓度来控制。此外,UV二vis吸收和PL光谱表明,相比未掺杂的ZnS,硫自掺杂能够增强光催化剂对可见光的吸收,同时降低其荧光性能。实验表明硫自掺杂能增强ZnS光催化剂可见光催化降解曙红B的能力。(2)基于ZnS的研究,我们以T从为硫源,Na2ScS03提供硒源,(O冬xS1)纳米化合物。通过XRD分析看出,随着原材料中Sc/S摩尔比的增加,相应产物的XRD衍射峰依次地向低角度偏移,说明形成的三元ZnSSc纳米晶是合金,而不是两种化合物的简单混合物。我们调查了组成X对产物结构,。结果表明,改变组成可以实现带隙能的有效调控。论文还揭示了组成与晶格常数成一次线性关系,与禁带宽度Eg成二次函数关系。最后我们研究了组成对三元ZnSSc合金光催化性能的影响。结果表明,与对应的二元半导体相比,三元ZnSSe合金对MB水溶液展示出明显的光催化降解活性。化学液相法对于其它带隙可调的多元合金半导体的制备具有重要的参考价值。关键词:化学液相法;硫自掺杂ZnS;三元ZnSSe合金;带隙可调;光催化⑨硕士学位论文MASTER’-,S-essfullysynthesizedbyachemicalsolution-,morphology,paredwithothermethods,solution-statemethodhasmanyprominentadvantages:mildcondition,easytocontrol,,:(1)Visiblelight-responsiveS-essfullysynthesizedviausingsimplesolution--crystallizedS-dopedZnSwitllzincblendestructure,andthediffractionpeaksofthewholeXRDpatternsslightlyshiftedtothelowerangles、析mtheincreasingS/Znatomicratiointhesynthesissolutions,—AESresultsrevealthatS/-essfullyextenditsabsorptiontovisiblelightregion,meanwhile,,visiblelightinducedphotocatalyticacti