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苯甲醛类有机化学品作为工业上最常使用的芳香醛，广泛地应用于农作物、塑料添加剂等领域。但目前制备苯甲醛类有机化学品的方法大多存在成本高、污染严重以及目标产物选择性低等缺点。光催化技术因其绿色、经济、反应条件温和等特点受到学者的重视。硫化镉(CdS)是一种常见的半导体材料，其禁带位置完全满足光催化甲苯选择性氧化制苯甲醛的热力学要求。然而，单纯的CdS由于存在光生电子空穴对易复合和易光腐蚀等缺点，限制了其在光催化方面的应用。
为解决上述问题，本论文采用调控形貌以及构建异质结的方法制备CdS复合光催化材料，并探究所制备光催化剂对于甲苯氧化生成苯甲醛反应的催化性能。利用XPS、ESR、BET等多种技术手段，对所制备的催化材料的结构、光学性能等物理化学性质进行分析表征。主要研究内容和创新性结果如下：
1.采用沉淀法制备得到前驱体Cd3(C3N3S3)2，引入Zn2+与Cd2+发生离子交换制备得到中间体CdxZn3-x(C3N3S3)2，然后通过水热法使得中间体里的C-S键开始断裂，三嗪环氧化分解生成CO2和氮氧化物气体，同时释放的S2-离子分别与Cd2+和Zn2+反应，首次制备得到用于光催化选择性甲苯制备苯甲醛的三维纳米CdS-ZnS复合光催化剂。与其他报道用于光催化甲苯氧化的催化剂性能进行比较，也具有显著的优势。在进行五次循环实验后，正八面体CdS-ZnS复合光催化剂光催化性能依然能保持较高的生成速率和选择性。其较强的稳定性是由于光生载流子的有效分离以及光生空穴的快速消耗抑制了CdS的光腐蚀性。研究表明，CdS-ZnS异质结的形成在一定程度上也可以抑制CdS的光腐蚀，增加光催化剂的稳定性。
2.首先采用溶剂热法制备得到CdS纳米棒，然后通过原位离子交换的方法制备具有棒状结构的CdS-Ag2S复合光催化剂。通过控制硝酸银溶液的用量，首次制备得到用于光催化选择性甲苯制备苯甲醛的复合光催化剂。当硝酸银的用量为5%时，CdS-Ag2S复合光催化剂展现出最佳的光催化活性。其光催化活性增强的主要原因是Ag2S与CdS之间形成的异质结增强了CdS复合材料的可见光吸收，抑制其光腐蚀性。
为解决上述问题，本论文采用调控形貌以及构建异质结的方法制备CdS复合光催化材料，并探究所制备光催化剂对于甲苯氧化生成苯甲醛反应的催化性能。利用XPS、ESR、BET等多种技术手段，对所制备的催化材料的结构、光学性能等物理化学性质进行分析表征。主要研究内容和创新性结果如下：
1.采用沉淀法制备得到前驱体Cd3(C3N3S3)2，引入Zn2+与Cd2+发生离子交换制备得到中间体CdxZn3-x(C3N3S3)2，然后通过水热法使得中间体里的C-S键开始断裂，三嗪环氧化分解生成CO2和氮氧化物气体，同时释放的S2-离子分别与Cd2+和Zn2+反应，首次制备得到用于光催化选择性甲苯制备苯甲醛的三维纳米CdS-ZnS复合光催化剂。与其他报道用于光催化甲苯氧化的催化剂性能进行比较，也具有显著的优势。在进行五次循环实验后，正八面体CdS-ZnS复合光催化剂光催化性能依然能保持较高的生成速率和选择性。其较强的稳定性是由于光生载流子的有效分离以及光生空穴的快速消耗抑制了CdS的光腐蚀性。研究表明，CdS-ZnS异质结的形成在一定程度上也可以抑制CdS的光腐蚀，增加光催化剂的稳定性。
2.首先采用溶剂热法制备得到CdS纳米棒，然后通过原位离子交换的方法制备具有棒状结构的CdS-Ag2S复合光催化剂。通过控制硝酸银溶液的用量，首次制备得到用于光催化选择性甲苯制备苯甲醛的复合光催化剂。当硝酸银的用量为5%时，CdS-Ag2S复合光催化剂展现出最佳的光催化活性。其光催化活性增强的主要原因是Ag2S与CdS之间形成的异质结增强了CdS复合材料的可见光吸收，抑制其光腐蚀性。