ZnOCdS纳米复合结构的制备及其光电特性研究.pdf

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1、分类号UDC：密级：公开编号：ZnO／OdS纳米复合结构的制备及其光电特性研究TheOpticalandElectricPropertiesofCdS／ZnONano-composites学位授予单位及代码：量壹堡王盘堂!】Q!竖!学科专业名称及代码：堑塞查塑堡IQZQ2堕2研咒方向：—』监畦盘亟塑理申请学位级别：亟—±指导教师：———韭壹鸱研究生：壁垂五论又起川．时吲：：Q螋：!Q二垫!Ql!LJDC膏级：——编0：——ZnO／CdS纳米复合结构制备及其光电特性研究TheOpticalandElectricPropert

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3、l】J：抽鲞△堕塑韭指导救帅：盟：＆嵝论文起JJ二州川：2QQ!．!Q=2Q1Q+l!。r学似缎刖：业l：长春理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文．(ZnO／CdS纳米复合结构的制备驶其光催化特性研宄》是本人在指导教师的指导F+独●越行删究r怍所取斜的成粜。除文中已经注驯引用的内容外．本论史不包含亿何填他个人或集体已经发表或撰’j过的作品成果

4、。刊水文的fiJ}究做⋯雨掣责献的个人和集体．均L^文-IrLl叫确斤式杯明。本人完全意n{到本声11J】的法律结果由本人承担。作者签名嗵舞砂尹1j。rjH)7长春理工大学学位论文版权使用授权书本学f证论文作者技精吁教帅究伞了解“K释删1人’}硕l、博

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6、仑文的复印件和l电子版，允许沦文被查阅和借阅。本人授权长春理11人学r，T以将本学位沦文的全部或部分内容编入柏关数_

7、}ll}席进行榆索，也可采用影印、缩印或扫排等复制手段保存和汇编学位论文。怖虢逐型赳年土，，m洲箍“：盈皿血之堕年．土¨荭』l摘要随着社会的进步和工业的发展．环境问题日益严重，己经引起了各国政府高度重视，目前解决这一问题最有效的途径是利用光催化技术降解对环境有害的有机污染物。半导体作为催化剂以其优异的性能引起了广泛的关注。Ti02是目前应用最广泛的一种半导体光催化剂，它是一种间接带隙半导体，具有较低的电子跃迁几率，作为光催化剂降解有机物的过程中反应速率较低。ZnO是直接带隙半导体，因此ZnO比TiOz有更高的量子效率：而且

8、ZnO表面存在的氧空位较多。为电子陷阱的形成提供充足的条件．增加电子与空穴的复合时间，从而提高光催化活性。但是ZnO是宽带隙半导体，其吸收光的范围较窄，只局限在紫外光区域。拓宽其带隙增强光吸收范围对光催化性能的提高是非常重要的。此外，提高光生载流于的分离，减少光生载流子复合也是提高光催化活性的重要手段。众所周知CdS是最典型的可见光催化剂之一。然而，粉末状的CdS在光催化反应时容易被自身产生的光生空穴氧化而遭到光腐蚀。人们使用多种手段来改进金属硫化物稳定性，例如．在CdS表面涂上贵金属(Pt)，在硫化物的纳米微粒中加入光催

9、化剂等都可以来提高金属硫化物的稳定性。同时CdS(24eV)的带隙小于znO(337eV)．因此使用CdS纳米颗粒对ZnO进行表面修饰制备出ZnO／CdS复台结构，此种复合结构的吸收波长可从紫外波段延展到可见光波段，提高了对光的利用效率。同时，由于CdS和ZnO能带的位置不同，能够促进光生载流子的分离。因此研究ZnO／CdS复台结构的光催化特性对于制各高效率半导体光催化材料具有重要意义。本文利用水热法通过在纳米ZnO上二次生长CdS纳米颗粒制各ZnO／CdS纳米复合结构。通过扫描电镜、x射线衍射、光致发光等测试手段对样品的

10、形貌、结构和光学性质进行表征。研究CdS修饰前后纳米ZnO光催化活性的变化，并对不同ZnO基的ZnO／CdS复合结构进行了比较。结果表明，经过CdS修饰之后，纳米ZnO的光催化活性明显增强：还发现基于ZnO纳米带的ZnO／CdS复合结构的光催化活性明显高于基于ZnO纳米棒的ZnO／CdS复台结构。此外还将ZnO／CdS复合结构做成传感微电极，在其光催化降解有机物的同时，实现对催化过程的实时监测。关键词：水热法ZaOCdS复合结构光催化传感ABSTRACTWim吐leimprovementofindustrialandeco

11、nomicenvironmentalproblemisincreasinglyseriousPhotocatal)Ttictechnologyisthemosteffectivewaytosolvethisproblem、Semiconductorphotocatalysthasmuchadvantag