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光催化是将太阳能转化为电化学或化学能的光化学反应,可用于污染物降解和制氢。在这种能量转换中,太阳能的利用效率依赖于光诱导电子和空穴的分离率。在大多数的半导体材料中,硫化物半导体因具有易被可见光激发和制备方便的优势而成为研究的重点。但是对于硫化物单体而言,光生载流子在光催化剂中容易发生复合,只有少量的自由电子和空穴可以迁到表层直接参与分解反应,从而阻碍了光催化效率。为了克服这一难题,可将金属硫化物光催化剂与其他半导体耦合,改善其光生载流子复合的问题,进而提高光催化剂的催化性能。本文分别将单体CdS与CdIn2S4复合、单体In2S3和ZnFe2O4复合形成新型复合纳米光催化材料,来进一步的提高单体金属硫化物可靠性和持久性。具体研究内容如下:(1)通过一步溶剂热法制备CdS/CdIn2S4复合纳米光催化剂。使用SEM、XRD、FI-IR、UV-Vis等测定方法对样品催化剂展开了分析与表征。以可见光为光源,以亚甲基蓝和甲基橙水溶液为仿真模拟染料废水来进行光催化分解反应。探究不同的工艺参数条件,如:Cd、In和S的投料比、催化剂用量、染料溶液的初始pH值和初始浓度等对所制备催化剂降解能力的影响,结果表明,CdS/CdIn2S4复合纳米光催化剂比纯的CdS和CdIn2S4催化剂具备更出色的催化作用。这是由于CdIn2S4的引入,能有效的抑制CdS电子和空穴的复合,并且扩大了其光吸收范围,从而提高了光催化降解染料的能力。此外,对复合纳米催化剂进行了重复利用性实验,经过5次循环降解效率仍很高,说明了其有着高的可靠性和可重复使用性。最后提出了CdS/CdIn2S4复合纳米光催化剂的光催化机理。(2)利用两步法制备具有磁性的In2S3/ZnFe2O4复合纳米光催化剂。通过XRD、SEM、TEM、UV-Vis以及VSM等检测手段对催化剂进行了表征与分析,确定了样品的结晶性、形貌、大小以及磁分离性能。以可见光为光源,以亚甲基蓝和甲基橙水溶液为模拟染料污染物进行光催化降解反应,探究不同的工艺参数条件,如:In和Fe的投料比、催化剂用量、染料溶液的初始pH值和初始浓度等对所制备催化剂降解能力的影响,结果表明,In2S3/ZnFe2O4复合光催化剂比纯的In2S3和ZnFe2O4表现出更优异的催化活性,这可能归因于In2S3和ZnFe2O4之间复合结构的形成显著提高了光催化剂电子和空穴的分离。同时VSM测试结果表明复合催化剂有较好的磁性分离能力,促进了催化剂的可回收性。经过5次循环降解性能测试之后,其表现出具有较的高稳定性和可回收性。加入自由基捕捉剂测定了光催化降解过程中的主要活性组分,并初步推断了复合纳米光催化剂光催化反应机理。