CdSTiO2納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備與光電性能研究.pdf

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1、第29卷第6期無機化學(xué)學(xué)報V01.29No.62013年6月CHINESEJ0URNALOFINORGANICCHEMISTRY1215—1221CdS/TiO2納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備與光電性能研究向宇付繼江郝娜張成鋮夏進陽彭祥張旭明(武漢科技大學(xué)材料與冶金學(xué)院,湖北省耐火材料與高溫陶瓷重點實驗室,武漢430081)摘要:利用陽極氧化法在鈦金屬基底表面制備一層TiO。納米管陣列薄膜,然后通過水熱反應(yīng)在TiO:納米管上負(fù)載CdS納米粒子,形成CdSFFiO2納米管的復(fù)合結(jié)構(gòu)。利用SEM、XRD、XPS、UV—Vis等手段

2、對其形貌和結(jié)構(gòu)進行表征。進一步考察了CdS/TiO2納米管的光電性能和光催化活性,結(jié)果表明,相比于TiO納米管,CdS/TiO:納米管復(fù)合結(jié)構(gòu)在紫外光和可見光下都具有更好的光催化活性及光電性能關(guān)鍵詞:CdS/TiO2納米管;水熱;光電化學(xué)性能中圖分類號:0643;O614.24+2文獻標(biāo)識碼:A文章編號:1001—4861(2013)061215—07DOI:10.3969~.issn.1001—4861.2013.00.167FabricationandPhotoelectrochemicalPerformance

3、ofCdS/TiO2NanocompositeXIANGYuFUji—JiangHA0NaZHANGCheng—ChengXIAJin—YangPENGXiangZHANGXu-Ming(HubeiProvinceKeyLaboratoryofRefractoriesandCeramics,CollegeofMaterialsScienceandMetallurgicalEngtneering,WuhanUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430081,China)Abstra

4、ct:CdSnanoparticlesweredepositeddirectlyintotheanodicTiO2nanotubesviaasimplehydrothermalmethod.Themorphologyandthestructureswerecharacterizedbyfield-emissionscanningelectronmicroscopy(FESEM),X—raydiffraction(XRD),energydispersivespectrometer(EDS)andultraviolet-

5、visiblespectroscopy(UV—Vis).Theph0t0electroehemicalpropertiesofTiO2andCdS/TiO2catalystswerestudiedwhichindicatesthatcomparedwithpureTiO2nanotubecatalyst,thephotocatalyticactivityofCdS/TiO2compositephotocatalystwasimprovedmarkedlybothunderultravioletandvisibleli

6、ght.Keywords:CdS/Ti02nanotubes;hydrothermalsynthesismethod;photoelectIl0chemicalperformance半導(dǎo)體光催化是半導(dǎo)體催化劑在可見光或紫外能夠被大部分可見光激發(fā)因此將CdS負(fù)載到TiO,光作用下產(chǎn)生電子一空穴對.從而發(fā)生一系列的氧納米管上形成CdS/TiO復(fù)合結(jié)構(gòu)。一方面,可以利化還原反應(yīng).使有毒的有機污染物得以降解為無毒用CdS良好的光吸收性能拓寬其光譜吸收范圍至或毒性較小的小分子化合物的一種光化學(xué)方法l1_3]可見光區(qū)域。另一方面

7、,由于CdS的能帶電位TiO,TiO:納米材料具有高的光催化活性、優(yōu)良的化學(xué)穩(wěn)的能帶電位不同,形成CdS/TiO,復(fù)合納米結(jié)構(gòu)后,定性,是當(dāng)前最具潛力的光催化材料但是TiO,禁光生電子和空穴能夠在兩種半導(dǎo)體材料的能帶之間帶寬度為3.2eV.只能吸收波長小于380nm的紫外發(fā)生轉(zhuǎn)移,可促進光生電子一空穴的有效分離.提高光,而這部分能量僅占全部太陽光能量的4%.光光生電子和空穴的壽命.進一步提高催化劑的量子能的利用率較低.從而嚴(yán)重制約了TiO,在光催化中效率l7l。的應(yīng)用閣。CdS是一種窄禁帶寬度f2.42eV1半導(dǎo)體嘲

8、.近些年來.已有許多關(guān)于這類復(fù)合結(jié)構(gòu)催化劑收稿日期:2012.12—27。收修改稿日期:2013.02.07。國家自然科學(xué)基金(N0.50902104)資助項目。通訊聯(lián)系人。E-mail:fujijiang@wust.edu.a(chǎn)n,Teh027.688621291216無機化學(xué)學(xué)報第29卷的研究.如Cu,O/TiO,、Fe2OJTiO,和CdS

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