【摘 要】
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半导体光催化技术作为时下新兴热门技术,它具有安全环保、绿色友好等优点。In2.77S4是一种铟基硫化物半导体,因其较窄带隙、较高的光催化效率等优点引起广泛关注。但是,In2.77S4自身仍存在一些不足,如:可见光响应一般、循环稳定性差等。为改善不足,使光催化性能进一步优化。本文通过构建复合光催化体系的方式,选取三种热门材料与In2.77S4进行复合,以材料的微观组成结构对整体光催化活性的提升为主要
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半导体光催化技术作为时下新兴热门技术,它具有安全环保、绿色友好等优点。In2.77S4是一种铟基硫化物半导体,因其较窄带隙、较高的光催化效率等优点引起广泛关注。但是,In2.77S4自身仍存在一些不足,如:可见光响应一般、循环稳定性差等。为改善不足,使光催化性能进一步优化。本文通过构建复合光催化体系的方式,选取三种热门材料与In2.77S4进行复合,以材料的微观组成结构对整体光催化活性的提升为主要讨论问题,并进一步探究了复合材料的光催化协同机理,主要内容如下:（1）In2.77S4/Ti3C2复合光催化剂的制备及其光催化性能、机理研究。利用原位生长法水热制备了In2.77S4/Ti3C2（0.5）光催化剂。随后通过XRD、TEM、XPS和电化学等方式,对In2.77S4/Ti3C2（0.5）复合光催化材料分析测试,以此获得光催化反应原理,分析结果如下:In2.77S4/Ti3C2复合光催化剂对TC溶液的降解效率呈先提高后降低的趋势,当投入0.5 m L的Ti3C2时,复合光催化剂对TC溶液的可见光催化降解效率达到最优,可达89.3%,实验结果表明Ti3C2的引入可明显提高In2.77S4的光催化效率及循环稳定性;In2.77S4/Ti3C2（0.5）复合光催化材料中,In2.77S4和Ti3C2二者界面紧密结合形成了异质结,复合光催化剂光电流强度得到提高,电化学阻抗减小,具有较好的光响应能力;另外,h+是In2.77S4/Ti3C2（0.5）复合光催化材料对TC溶液的降解实验中的主要活性物种,·OH和·O2-起辅助作用。（2）利用In2.77S4和COFs二者的优势互补,通过原位生长法水热制备了In2.77S4/COFs（10wt%）光催化剂。随后通过XRD、TEM、XPS和电化学等方式,对In2.77S4/COFs（10wt%）复合光催化材料分析测试,以此获得光催化反应原理,分析结果如下:In2.77S4/COFs复合光催化剂对TC溶液的降解效率呈先提高后降低的趋势,当COFs的投入量为10wt%时,复合光催化剂对TC溶液的可见光催化降解效率达到最优,可达93.77%。实验结果表明COFs的引入可明显提高In2.77S4的光催化效率及循环稳定性。In2.77S4/COFs（10wt%）复合光催化材料中,COFs表面均匀覆盖生长In2.77S4纳米片,二者界面紧密结合;另外,In2.77S4/COFs（10wt%）复合光催化材料对TC溶液的降解实验中的主要活性物种是h+,·OH和·O2-起辅助作用。（3）利用In2.77S4和MOFs二者的优势互补,通过原位生长法水热制备了In2.77S4/In-MOFs（10wt%）光催化剂。随后通过SEM、以TC溶液为目标污染物,对In2.77S4/COFs（10wt%）复合光催化剂进行分析,其主要结论有:In2.77S4/In-MOFs复合光催化剂对TC溶液的降解效率呈先提高后降低的趋势,当MOFs的投入量为10wt%时,复合材料拥有最佳的光催化速率,即对TC溶液可见光照射90 min内降解达95.9%。实验结果表明MOFs的引入可明显提高In2.77S4的光催化效率及循环稳定性;In2.77S4/In-MOFs（10wt%）复合光催化材料中,In-MOFs表面均匀覆盖生长In2.77S4纳米片,二者界面紧密结合。
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