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調(diào)節(jié)組成成分來調(diào)控其能帶結(jié)構(gòu)，且具有穩(wěn)定性好、帶隙能小、可見光響應(yīng)等特點，故其逐漸成為光解水制氫領(lǐng)域中的研究熱點。為了開發(fā)具有可見光響應(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X-射線衍射(XRD)，紫外-可見吸收光譜(UV-vis)，X-射線光電子能譜(XPS)，掃描電鏡(SEM)等測試方法對所制備的催化劑進(jìn)行表征分析。考察了x值，反應(yīng)時間以及溶劑對催化劑晶相結(jié)構(gòu)

2、及光催化活性的影響。通過紫外-可見吸收光譜圖推導(dǎo)出催化劑的禁帶寬度，從能帶結(jié)構(gòu)的角度來分析光催化劑在光解水制氫反應(yīng)中的活性。通過光催化分解水制氫實驗，研究了CdxMn1-xS的光學(xué)穩(wěn)定性，同時考察了催化劑的用量、電子給體濃度等因素對產(chǎn)氫速率的影響。
　　實驗結(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，在可見光下有很強的吸收。當(dāng)以硫脲為硫源，水和乙二胺的混合液(1∶1)為溶劑時，

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的表面元素及價態(tài)分別為:Mn為+2價，Cd為+2價和S為-2價。當(dāng)水-溶劑熱反應(yīng)時間為12h時，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，體系中堿性大大加強，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，其基本性狀沒有改變并且仍