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CdS是一种重要的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,室温下其禁带宽度为2.42eV,表现出良好的光学性质和光电特性,被广泛应用于光、电、磁、催化等领域。众多形貌的CdS纳米材料中,纳米线、纳米棒、纳米管等一维纳米材料因在纳米器件、太阳能电池、光催化方面具有巨大的应用潜力而备受关注,其控制合成也成为研究热点。作为一种可见光光催化剂,一维CdS纳米材料的光催化活性和光稳定性还有待于进一步提高,寻找适当的方法来改善其光催化性能是该领域的一项重要研究内容。 本文对NaOH溶液介质中水热合成CdS纳米棒进行了系统的研究,探讨了多种反应条件对一维CdS纳米棒形貌和晶体结构的影响,提出了可能的生长机理,为一维CdS纳米材料的可控合成提供了新的思路;研究了表面处理和Cu掺杂对CdS纳米棒形貌、晶体结构和光催化性能的影响,在改善CdS光催化剂性能方面做了一定的有益探索。 本论文分为四章,包含以下内容: 第一章:综述了不同形貌CdS纳米材料的合成方法和应用,着重介绍了一维CdS纳米材料的气相沉积法、模板法和水热溶剂热合成法以及其在纳米器件、太阳能电池和光催化降解有机污染物方面的研究进展,在此基础上提出了本论文的研究设想。 第二章:NaOH溶液介质中水热生长法合成CdS纳米棒。以NaOH溶液为溶剂,CdS粉末为原料,水热生长法一步合成了六边棱柱状的六方相CdS纳米棒,并研究了NaOH溶液的浓度、水热时间、水热温度对其形貌及晶体结构的影响,初步探究了其生长机理及该方法的量化制备和母液循环的可行性。 第三章:表面处理对CdS纳米棒光催化性能的影响。以亚甲基蓝为模型化合物研究了第二章所合成的CdS纳米棒的可见光光催化活性,对用于表面处理的物质进行选择,探讨了醋酸增强CdS纳米棒光催化活性的机理并考察了醋酸处理前后CdS纳米棒的光稳定性。 第四章:NaOH溶液介质中CdS纳米棒的盐合成及其Cu掺杂。以CdCl2和Na2S为原料,在NaOH溶液中水热合成CdS纳米棒,探讨了其生长机理,并成功实现了Cu掺杂,合成了一系列CuxCd1-xS(x=0~0.5)纳米材料,考察了Cu掺杂对CdS纳米棒形貌、晶体结构以及光催化性能的影响。