SnS2和SnS2-SnO2納米粉的合成與光催化性質(zhì).pdf

1、近年來，半導(dǎo)體作為光催化劑在降解有機(jī)污染物方面的應(yīng)用逐漸引起了人們的興趣。本文利用液-固相法和水熱法合成出了具有高效可見光光催化活性的SnS2和SnS2/SnO2納米粉。產(chǎn)物通過X-射線粉末衍射、透射電子顯微鏡、場發(fā)射電子顯微鏡、高分辨透射電子顯微鏡、BET表面積分析、能量色散X-射線能譜、X-射線光電子能譜、拉曼光譜和紫外-可見漫反射光譜等多種現(xiàn)代分析測試手段對所得產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)、組成和光學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行了表征。并且以合成的產(chǎn)物作為光催化劑，

2、在可見光(λ>420 nm)或自然太陽光照射下降解水中的甲基橙，研究其光催化性質(zhì)。本文已完成的主要內(nèi)容可概括為以下幾個(gè)部分：
　　 1.通過在空氣中200-240℃加熱SnCl2·2H2O和過量S粉0-10 h(0 h即指反應(yīng)物一旦加熱至設(shè)定溫度后立即停止加熱)，并經(jīng)由洗滌處理，合成了純六方相的SnS2納米片。以合成的SnS2納米片為光催化劑，分別在可見光(λ>420 nm)和自然太陽光照射下降解水中的甲基橙。結(jié)果表明：所合成的

3、SnS2產(chǎn)品都具有很高的可見光光催化活性，其中200℃0 h合成的產(chǎn)品光催化效率最高，即使在自然太陽光照射下該產(chǎn)品也具有比商用 Degussa P25 TiO2更高的光催化活性，并且易于從光催化反應(yīng)后的懸浮液中過濾回收。
　　 2.采用二水合氯化亞錫(SnCl2·2H2O)在6％H2O2水溶液中180℃水熱反應(yīng)12 h，合成了四方相的SnO2納米粉。將所制備的SnO2納米粉與不同量的硫代乙酰胺在5％醋酸水溶液中150℃0-24

4、h水熱離子交換得到SnO2含量不同的SnO2/SnS2復(fù)合納米粉。以合成的產(chǎn)物作為光催化劑，在可見光(λ>420 nm)照射下降解水中的甲基橙。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：所有合成的SnO2/SnS2復(fù)合納米粒子均顯示了比SnS2納米片以及物理混合SnO2/SnS2復(fù)合納米粒子更高的光催化活性。我們認(rèn)為，SnO2/SnS2復(fù)合納米粒子中異質(zhì)結(jié)構(gòu)的形成，促進(jìn)了界面處的電子轉(zhuǎn)移，減少兩種組分的自我團(tuán)聚，對其高效光催化性能起重要作用。
　　 3.通過S

5、nCl4·5H2O與不同量的硫代乙酰胺在5％醋酸水溶液中120-180℃水熱反應(yīng)12 h，合成了六方相的SnS2納米粉。產(chǎn)物的光催化性質(zhì)通過其在可見光(λ>420 nm)照射下降解水中甲基橙進(jìn)行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：(1)SnS2納米粒子的光催化效率受合成條件所影響，其中，SnCl4·5H2O與硫代乙酰胺摩爾比為1:2且反應(yīng)溫度為120℃時(shí)所合成的SnS2光催化效率最高；(2)所有的SnS2產(chǎn)品在可見光照射下光催化效率均高于Degussa P

6、25 TiO2和花狀CdS。
　　 將上述制備的SnS2納米粉置于0.375-4.5％的H2O2水溶液中180℃反應(yīng)0-12 h，水熱氧化合成了一系列SnO2含量可調(diào)的SnS2/SnO2復(fù)合納米粉。產(chǎn)物的光催化性質(zhì)通過其在可見光(λ>420 nm)照射下降解水中甲基橙來進(jìn)行研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：(1)合成的SnO2含量適當(dāng)?shù)腟nS2/SnO2復(fù)合納米顆粒顯示了比SnS2納米粒子和物理混合SnS2/SnO2復(fù)合納米顆粒更高的光催化活性。