ZnS納米薄膜的制備及其光催化性能研究.pdf

1、半導(dǎo)體光催化技術(shù)在降解有毒有機(jī)污染物方面有著廣泛的應(yīng)用前景。在諸多半導(dǎo)體材料中，ZnS由于具有化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定、無(wú)毒、抗光腐蝕、而且成本低等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。純的ZnS帶隙較寬，只能吸收太陽(yáng)光中的紫外部分，導(dǎo)致太陽(yáng)光的利用效率和光催化活性較低。因此，提高ZnS在可見(jiàn)光范圍的光催化量子效率是目前半導(dǎo)體光催化技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。
　　本文以硫酸鋅為鋅源，硫代硫酸銨為硫源，檸檬酸三鈉和酒石酸混合作為絡(luò)合劑，采用化學(xué)沉積法在導(dǎo)電玻璃襯底上合

2、成了球狀ZnS及其La摻雜ZnS納米薄膜。通過(guò)退火處理、摻雜稀土元素La對(duì)ZnS納米薄膜進(jìn)行改性。利用電化學(xué)方法、掃描電子顯微鏡、能譜儀、X射線衍射儀、紫外可見(jiàn)吸光光度計(jì)、熒光分光光度計(jì)等研究了ZnS納米薄膜的形成過(guò)程、形貌、成分、結(jié)構(gòu)及其光學(xué)性能。
　　1、采用化學(xué)沉積法制備了表面均勻致密，顆粒直徑約為3nm-10nm的ZnS和La摻雜納米薄膜。所獲得的ZnS及其摻雜的納米薄膜均為閃鋅礦結(jié)構(gòu)。La離子的加入，減少了復(fù)合離子的遷移

3、率，使成核速率和成膜速率降低，薄膜顆粒尺寸增大。
　　2、隨著退火溫度和升溫速率的提高，ZnS納米顆粒尺寸變大，ZnS薄膜發(fā)射光譜強(qiáng)度明顯下降，紫外-可見(jiàn)吸收光譜顯著紅移，對(duì)甲基橙在可見(jiàn)光輻照下的光降解效率提高。
　　3、La摻雜ZnS薄膜晶粒增大，XRD衍射角向小角度稍微偏移。隨著La摻雜摩爾比的增加，發(fā)射峰強(qiáng)度降低，ZnS薄膜的吸收光譜紅移，La/Zn摩爾比在0.3時(shí)紅移達(dá)到最大。La摻雜可提高ZnS薄膜在可見(jiàn)光和紫外光