基于埃洛石納米管負(fù)載CdS基復(fù)合光催化劑的構(gòu)筑及性能研究.pdf

1、光催化氧化技術(shù)是一種利用太陽(yáng)光可以將污染物降解到無(wú)毒小分子化合物的綠色環(huán)保技術(shù)。在眾多半導(dǎo)體光催化劑中，CdS因?yàn)槠浜线m的帶隙(2.42 eV)，可以有效地吸收太陽(yáng)光而受到人們關(guān)注，但由于它的不穩(wěn)定性、光腐蝕性、選擇性差等大大限制了應(yīng)用?；贑dS光催化劑在應(yīng)用過(guò)程中存在的這些問(wèn)題，本論文中我們選用埃洛石納米管(HNTs)為載體，合成了CdS/HNTs負(fù)載型復(fù)合光催化劑，并在此基礎(chǔ)上對(duì)CdS/HNTs進(jìn)行離子摻雜和表面碳修飾，提高了催化

2、劑的光催化活性和穩(wěn)定性。最后采用表面分子印跡技術(shù)對(duì)CdS/HNTs表面修飾溫敏響應(yīng)的印跡聚合物，提高了復(fù)合光催化劑的智能識(shí)別性選擇功能。具體內(nèi)容如下:
　　以HNTs為載體，通過(guò)水熱方法直接制各了CdS/HNTs納米復(fù)合光催化劑。采用掃描電鏡(SEM)、X射線能譜分析(EDS)、透射電鏡(TEM)和X-射線衍射儀(XRD)等表征手段對(duì)材料進(jìn)行表征。在可見(jiàn)光的照射下，通過(guò)降解四環(huán)素來(lái)測(cè)試樣品的光催化活性。結(jié)果顯示，CdS較好的分散于

3、HNTs表面，有效的提高了催化劑的光催化活性和穩(wěn)定性。用0.2 mol/L的NaOH作為溶劑，硫脲作為硫源，CdS負(fù)載量為30％，水熱合成溫度為160℃時(shí)，制備出的光催化劑對(duì)四環(huán)素表現(xiàn)出了最高的光催化活性。在可見(jiàn)光的照射下，60min內(nèi)四環(huán)素的降解率可以達(dá)到93％。
　　利用簡(jiǎn)單的水熱法合成了金屬離子摻雜CdS/HNTs光催化劑Mn+-CdS/HNTs(Mn+=Zn2+、Bi3+、Cr3+、Ni2+)，用SEM、EDS、TEM和X

4、RD等對(duì)復(fù)合光催化劑進(jìn)行表征。在可見(jiàn)光的照射下，通過(guò)降解四環(huán)素來(lái)測(cè)試樣品的光催化活性。結(jié)果表明Cr3+摻雜不能提高光降解四環(huán)素效率，Zn2+、Bi3+、Ni2+摻雜可以明顯提高催化劑降解四環(huán)素的效率。在可見(jiàn)光下，Zn2+摻雜的催化劑對(duì)四環(huán)素的降解率30min內(nèi)可以達(dá)到92％。
　　采用一步熱解法合成了C@CdS/HNTs光催化劑，通過(guò)SEM、EDS、TEM和XRD等對(duì)材料進(jìn)行表征，在可見(jiàn)光下降解四環(huán)素來(lái)考察C@CdS/HNTs的光

5、催化活性。表明:在400℃熱解溫度下的樣品降解效果最好，降解率可達(dá)到86％。此外，考察了復(fù)合光催化劑的穩(wěn)定性，C@CdS/HNTs光催化劑放置一年并經(jīng)過(guò)三次循環(huán)實(shí)驗(yàn)，仍保持良好的光催化活性，說(shuō)明復(fù)合光催化劑表面碳包覆修飾能很好的提高CdS/HNTs光催化劑的穩(wěn)定性。最后對(duì)光催化劑的制備機(jī)理和降解過(guò)程的中間產(chǎn)物進(jìn)行了分析。
　　通過(guò)表面分子印跡技術(shù)以四環(huán)素為模板分子，N-異丙基丙烯酰胺(NIPAM)為功能單體，N'N亞甲基雙丙烯酰胺