【摘 要】
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太阳能,作为一种可再生能源,因其源源不断的向地球输送能量而被作为一种理想的“燃料”。就像植物的光合作用一样,光催化剂由于能利用太阳光发生反应而逐渐引起人们的关注。光催化技术的原理是可见光的照射使得光催化剂具有氧化还原的能力,从而达到降解污染物和产生相应氧化还原产物的目的。从微观上来说,作为一种合格的光催化剂,在反应过程中光生电子和空穴的复合速率应该处于较低的水平,并且光催化剂本身也应该具备较宽的光
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太阳能,作为一种可再生能源,因其源源不断的向地球输送能量而被作为一种理想的“燃料”。就像植物的光合作用一样,光催化剂由于能利用太阳光发生反应而逐渐引起人们的关注。光催化技术的原理是可见光的照射使得光催化剂具有氧化还原的能力,从而达到降解污染物和产生相应氧化还原产物的目的。从微观上来说,作为一种合格的光催化剂,在反应过程中光生电子和空穴的复合速率应该处于较低的水平,并且光催化剂本身也应该具备较宽的光谱响应范围。以此为切入点,我们进行了探究。本论文主要探究了多元复合光催化材料的制备及其降解污染物甲基橙溶液和光催化分解水产生氢气的能力。通过对所制备多元复合物的表征及分析,尝试找到光催化剂之间的作用机制,以期为后续的研究提供一种有价值的借鉴。本论文主要尝试研究了两种不同的复合型光催化剂:1)通过水热法成功实现了WO3纳米材料和Ag:ZnIn2S4纳米片的二元复合。通过对WO3/Ag:ZnIn2S4进行一系列的表征发现,与纯的光响应度较低的WO3相比,WO3/Ag:ZnIn2S4的光降解甲基橙溶液的速率(Kapp=0.1783 min-1)和光催化分解水产生氢气(109.22μmol h-1 g-1)的能力有了本质地大幅度提高。其中,Ag+的掺杂和WO3与Ag:ZnIn2S4较好的协同作用（形成了异质结）起到关键的作用。2)通过水热法,我们成功合成出了三元结构的复合光催化剂CdS/RGO/MoS2（其中RGO为还原石墨烯）。通过多种表征手段,我们也发现CdS/RGO/MoS2的光降解甲基橙的能力显著增强。在可见光照射下,CdS/RGO/MoS2复合材料对MO（甲基橙溶液）具有显著的光催化降解活性和稳定性。其光降解速率(0.05777min-1)分别是CdS(0.023 min-1)和MoS2(0.003 min-1)的2.5倍和18.6倍。我们通过研究认为,CdS/RGO/MoS2多元复合光催化剂活性的提高主要归功于复合材料之间异质结构的形成,使光生载流子的分离和迁移能力增强,从而有效地改善界面的电荷转移。这一研究为合理设计多元光催化剂提供了一定借鉴作用,对其合理构建异质结具有一定的启发意义。
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