ZnS-CuS復合材料的制備及其可見光催化性能的研究.pdf

1、近年來，半導體光催化技術因其在凈化污水方面的優(yōu)異性能而受到廣泛關注。該技術不僅可以降解有機染料，還可以殺滅細菌、病毒等有害微生物。但是，傳統(tǒng)的光催化半導體材料只能紫外光響應，并且具有的高光生電子和空穴復合率，阻礙著半導體光催化技術的推廣應用。因此，研發(fā)可見光響應、低光生電子和空穴的復合率的半導體光催化材料具有重要的科學意義和應用價值。
　　半導體復合技術是提高半導體光催化劑催化效率的簡便、有效手段，復合可以使光生載流子有效分離或改

2、變半導體的能帶間隙。本論文研究了ZnS和CuS半導體復合材料的制備，探討了在氙燈(λ≧420 nm)照射下復合材料的對有機染料的降解性能和對細菌的殺滅性能。
　　采用簡便的共沉淀法制備了一系列的ZnS/CuS復合半導體材料，并通過XRD、TEM、UV-Vis漫反射、XPS等表征手段對ZnS/CuS納米復合物樣品進行分析。物相和成分分析表明，所合成的復合樣品是由立方結構的β-ZnS和六方結構的CuS復合而成。由形貌表征結果可知復合物

3、樣品粒徑明顯小于納米CuS，而納米ZnS團聚較為嚴重。UV-Vis漫反射結果顯示ZnS/CuS納米復合材料在可見光區(qū)域具有良好的吸收。
　　以亞甲基藍為模型染料，研究復合材料的可見光催化降解性能。在雙氧水助催化作用下，Zn0.3Cu0.7S復合光催化劑的光催化性能最佳，其在60min內對MB的降解率達到99％以上；在同樣條件下，純CuS和純ZnS對MB的降解率分別為92.6%和15.2%，體現了復合材料的復合效應。動力學研究表明催

4、化降解亞甲基藍的動力學滿足一級動力學，符合L-H模型。Zn0.3Cu0.7S復合材料經五次循環(huán)催化實驗，降解率仍然可達95%以上，表明該復合半導體材料具有優(yōu)異的穩(wěn)定性能，可循環(huán)多次使用。
　　以大腸桿菌為模型細菌，研究了 Zn0.3Cu0.7S復合材料的可見光催化殺菌性能。研究發(fā)現：在可見光照射下，200mg/L的Zn0.3Cu0.7S復合材料在90min內能完全殺滅7-log的細菌；而在此條件下，純ZnS幾乎不能殺滅細菌，純Cu