MoS2-TiO2異質(zhì)結(jié)復(fù)合催化劑的制備和在紫外光下的光催化活性.pdf

1、納米半導(dǎo)體光催化劑在光催化降解有機(jī)染料、光催化產(chǎn)氫方面有重要的應(yīng)用。TiO2因具有無污染、來源廣、合適的能帶電位，較高的光電轉(zhuǎn)換效率等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛研究，然而TiO2受到紫外光的激發(fā)時(shí)，產(chǎn)生的電子-空穴能在極短時(shí)間內(nèi)復(fù)合，使得TiO2的催化效率不高。TiO2與能帶匹配的窄帶半導(dǎo)體結(jié)合形成異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，能夠使光生電子和空穴發(fā)生定向遷移，延長電子和空穴的壽命，是增強(qiáng)光催化劑的催化效果的有效方法之一。在本文中，采用一步水熱法、利用不同原料制備了不

2、同形貌的MoS2，在MoS2花狀結(jié)構(gòu)上生長了TiO2納米晶體顆粒，形成MoS2/TiO2異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料。進(jìn)行了光催化降解羅丹明B和光催化產(chǎn)氫性能測試，研究和分析了光催化產(chǎn)氫機(jī)理;制備了TiO2混晶線狀微球，作了紫外光下光催化降解羅丹明B的測試;合成了暴露{001}晶面的TiO2納米片，分析了形貌特征和物相結(jié)構(gòu)。本文的主要研究結(jié)果如下:
　　(1)以MoS2粉體為原料，正丁基鋰為插層劑，獲得了小面積、超薄的MoS2納米片，HRTEM

3、和Raman表征證明得到的MoS2具有1T相和2H相。以三氧化鉬和硫氰化鉀為原料制備的MoS2是由納米片形成的不規(guī)則三維結(jié)構(gòu)，XRD表征表明具有良好的結(jié)晶度。以四水合鉬酸銨和硫氰化鉀為原料通過水熱法制備的MoS2是由二維納米片組裝成的花狀微球，尺寸約為500nm。
　　(2)以MoS2花狀微球和鈦酸四丁酯為原料，HF為反應(yīng)試劑，利用水熱反應(yīng)制備了MoS2/TiO2異質(zhì)結(jié)復(fù)合光催化劑。在無貴金屬Pt作助催化劑時(shí)，當(dāng)MoS2的質(zhì)量百分

4、比占30％時(shí)，光催化劑的產(chǎn)氫速率為1004μmol·h-1·g-1，遠(yuǎn)高于其他比例的光催化劑。MoS2/TiO2異質(zhì)結(jié)復(fù)合催化劑能顯著增強(qiáng)催化制氫能力，主要是因?yàn)門iO2把電子傳輸給MoS2的邊緣活性位點(diǎn)和缺陷位點(diǎn)，這些部位的不飽和S原子能夠吸附氫質(zhì)子產(chǎn)氫。
　　(3)以P25為原料，NaOH、H2O2、H2O為形貌控制劑，通過水熱法制備了TiO2混晶線狀微球，直徑大約為2.5μm，在紫外光照時(shí)，TiO2混晶線狀微球在30min內(nèi)