CdxMn1-xS光催化劑的制備及其光解水制氫性能.pdf

1、硫化物固溶體可通過(guò)調(diào)節(jié)組成成分來(lái)調(diào)控其能帶結(jié)構(gòu)，且具有穩(wěn)定性好、帶隙能小、可見(jiàn)光響應(yīng)等特點(diǎn)，故其逐漸成為光解水制氫領(lǐng)域中的研究熱點(diǎn)。為了開(kāi)發(fā)具有可見(jiàn)光響應(yīng)的高活性固溶體光催化劑，本文采用水-溶劑熱合成法，制備了CdxMn1-xS固溶體光催化劑，通過(guò)X-射線衍射(XRD)，紫外-可見(jiàn)吸收光譜(UV-vis)，X-射線光電子能譜(XPS)，掃描電鏡(SEM)等測(cè)試方法對(duì)所制備的催化劑進(jìn)行表征分析?？疾炝藊值，反應(yīng)時(shí)間以及溶劑對(duì)催化劑晶相結(jié)構(gòu)

2、及光催化活性的影響。通過(guò)紫外-可見(jiàn)吸收光譜圖推導(dǎo)出催化劑的禁帶寬度，從能帶結(jié)構(gòu)的角度來(lái)分析光催化劑在光解水制氫反應(yīng)中的活性。通過(guò)光催化分解水制氫實(shí)驗(yàn)，研究了CdxMn1-xS的光學(xué)穩(wěn)定性，同時(shí)考察了催化劑的用量、電子給體濃度等因素對(duì)產(chǎn)氫速率的影響。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:采用水-溶劑熱合成法，以硫脲為硫源，制備的CdxMn1-xS光催化劑是以固溶體形式存在，在可見(jiàn)光下有很強(qiáng)的吸收。當(dāng)以硫脲為硫源，水和乙二胺的混合液(1∶1)為溶劑時(shí)，

3、水-溶劑合成法制得的Cd0.52Mn0.48S固溶體光催化劑禁帶寬度為2.27eV，其制氫性能最佳。CdxMn1-xS的表面元素及價(jià)態(tài)分別為:Mn為+2價(jià)，Cd為+2價(jià)和S為-2價(jià)。當(dāng)水-溶劑熱反應(yīng)時(shí)間為12h時(shí)，制備的固溶體光催化劑具有較高的光催化活性。以水和乙二胺混合液為溶劑時(shí)，體系中堿性大大加強(qiáng)，利于硫脲分解釋放S2-，有益于固溶體的生成。Cd0.52Mn0.48S光催化劑具有很好的穩(wěn)定性，在反應(yīng)20h后，其基本性狀沒(méi)有改變并且仍