CdS/ZnO/TiO 2 复合结构光腐蚀及光催化性能研究
发布时间：2024-04-25 23:55
CdS材料作为一种重要的半导体材料具有优异的光电特性,因其较窄的光学带隙,被广泛应用于光电探测及光催化领域。但由于其自身金属硫化物的特性,导致其极易被氧化,发生光腐蚀现象,从而制约了其在实际生活中的应用,因此,找寻一种简单,低成本的方法来解决其光腐蚀问题就显得极为重要。本文主要采用水热及液相沉积的方法,将ZnO,TiO2与CdS材料相结合,通过控制结构的组成,优化反应条件,从而在利用CdS优异的光电特性的同时,提高催化剂的稳定性。本论文通过扫描电子显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜研究了样品的形貌变化及晶体结构,并利用光催化降解有机染料研究其光催化性能及稳定性。通过CdS量子点敏化水热生长的ZnO纳米阵列,极大的提高了样品的催化性能,但测试其稳定性发现,由于CdS材料自身较强的光腐蚀性,使得催化剂的性能会迅速衰减。循环测试后,对样品进行EDS分析,无法探测到Cd元素及S元素,说明绝大部分的CdS都在光催化过程中被腐蚀。利用液相沉积的方法在制备的CdS敏化ZnO纳米阵列表面包覆一层TiO2,复合结构使得样品的催化稳定性大大增强,同时并没有降低样...
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 半导体光催化原理
1.3 半导体材料光催化研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 CdS催化剂光腐蚀研究
1.4.1 材料光腐蚀的成因
1.4.2 CdS光稳定性研究现状
1.5 研究目的及主要研究内容
1.5.1 课题研究目的
1.5.2 主要研究内容
第2章 复合结构制备方法及主要表征
2.1 引言
2.2 实验材料及仪器
2.3 实验方法
2.3.1 磁控溅射系统
2.3.2 水热反应装置
2.3.3 水浴反应
2.3.4 液相沉积反应
2.4 样品表征手段
2.4.1 X射线衍射
2.4.2 扫描电子显微镜
2.4.3 透射电子显微镜
2.4.4 紫外可见吸收光谱
2.4.5 光催化性能
第3章 CdS/ZnO纳米阵列制备及其性能
3.1 引言
3.2 CdS/ZnO纳米阵列的制备
3.2.1 ZnO纳米阵列合成
3.2.2 CdS量子点合成
3.3 CdS量子点制备形貌及分析
3.3.1 前驱体浓度对CdS量子点生长的影响
3.3.2 反应时间对CdS量子点生长的影响
3.3.3 CdS/ZnO样品元素及晶体结构表征
3.4 CdS/ZnO纳米阵列性能的研究
3.4.1 CdS/ZnO样品的光学性能
3.4.2 CdS/ZnO样品光催化性能及表征
3.4.3 CdS/ZnO样品光稳定性研究
3.5 本章小结
第4章 TiO2包覆型复合结构制备及性能
4.1 引言
4.2 TiO2/CdS/ZnO包覆结构的制备及表征
4.2.1 液相沉积法制备TiO2包覆层
4.2.2 液相沉积反应对ZnO纳米阵列的影响
4.2.3 液相沉积反应时间对包覆样品的影响
4.2.4 TiO2包覆型复合结构元素及晶体结构表征
4.3 TiO2/CdS/ZnO包覆结构性能的研究
4.3.1 液相沉积反应对样品吸光能力的影响
4.3.2 TiO2/CdS/ZnO包覆结构光催化性能及表征
4.3.3 TiO2/CdS/ZnO包覆结构光催化稳定性研究
4.3.4 TiO2/CdS/ZnO包覆结构光催化原理
4.4 本章小结
第5章 ZnO/TiO2/CdS复合结构制备及其性能
5.1 引言
5.2 ZnO/TiO2/CdS复合结构制备
5.2.1 合成CdS薄膜
5.2.2 液相沉积法包覆CdS薄膜
5.2.3 复合ZnO纳米阵列
5.3 ZnO/TiO2/CdS复合结构形貌及分析
5.3.1 CdS薄膜生长
5.3.2 不同液相沉积反应时间制备TiO2保护层
5.3.3 ZnO纳米阵列生长条件研究
5.3.4 ZnO/TiO2/CdS晶体结构表征
5.4 ZnO/TiO2/CdS样品性能的研究
5.4.1 CdS薄膜不同液相沉积时间制备TiO2保护层光学性能变化
5.4.2 ZnO/TiO2/CdS样品光学性能变化
5.4.3 ZnO/TiO2/CdS样品光催化性能及表征
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3964414
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景
1.2 半导体光催化原理
1.3 半导体材料光催化研究现状
1.3.1 国外研究现状
1.3.2 国内研究现状
1.4 CdS催化剂光腐蚀研究
1.4.1 材料光腐蚀的成因
1.4.2 CdS光稳定性研究现状
1.5 研究目的及主要研究内容
1.5.1 课题研究目的
1.5.2 主要研究内容
第2章 复合结构制备方法及主要表征
2.1 引言
2.2 实验材料及仪器
2.3 实验方法
2.3.1 磁控溅射系统
2.3.2 水热反应装置
2.3.3 水浴反应
2.3.4 液相沉积反应
2.4 样品表征手段
2.4.1 X射线衍射
2.4.2 扫描电子显微镜
2.4.3 透射电子显微镜
2.4.4 紫外可见吸收光谱
2.4.5 光催化性能
第3章 CdS/ZnO纳米阵列制备及其性能
3.1 引言
3.2 CdS/ZnO纳米阵列的制备
3.2.1 ZnO纳米阵列合成
3.2.2 CdS量子点合成
3.3 CdS量子点制备形貌及分析
3.3.1 前驱体浓度对CdS量子点生长的影响
3.3.2 反应时间对CdS量子点生长的影响
3.3.3 CdS/ZnO样品元素及晶体结构表征
3.4 CdS/ZnO纳米阵列性能的研究
3.4.1 CdS/ZnO样品的光学性能
3.4.2 CdS/ZnO样品光催化性能及表征
3.4.3 CdS/ZnO样品光稳定性研究
3.5 本章小结
第4章 TiO2包覆型复合结构制备及性能
4.1 引言
4.2 TiO2/CdS/ZnO包覆结构的制备及表征
4.2.1 液相沉积法制备TiO2包覆层
4.2.2 液相沉积反应对ZnO纳米阵列的影响
4.2.3 液相沉积反应时间对包覆样品的影响
4.2.4 TiO2包覆型复合结构元素及晶体结构表征
4.3 TiO2/CdS/ZnO包覆结构性能的研究
4.3.1 液相沉积反应对样品吸光能力的影响
4.3.2 TiO2/CdS/ZnO包覆结构光催化性能及表征
4.3.3 TiO2/CdS/ZnO包覆结构光催化稳定性研究
4.3.4 TiO2/CdS/ZnO包覆结构光催化原理
4.4 本章小结
第5章 ZnO/TiO2/CdS复合结构制备及其性能
5.1 引言
5.2 ZnO/TiO2/CdS复合结构制备
5.2.1 合成CdS薄膜
5.2.2 液相沉积法包覆CdS薄膜
5.2.3 复合ZnO纳米阵列
5.3 ZnO/TiO2/CdS复合结构形貌及分析
5.3.1 CdS薄膜生长
5.3.2 不同液相沉积反应时间制备TiO2保护层
5.3.3 ZnO纳米阵列生长条件研究
5.3.4 ZnO/TiO2/CdS晶体结构表征
5.4 ZnO/TiO2/CdS样品性能的研究
5.4.1 CdS薄膜不同液相沉积时间制备TiO2保护层光学性能变化
5.4.2 ZnO/TiO2/CdS样品光学性能变化
5.4.3 ZnO/TiO2/CdS样品光催化性能及表征
5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
本文编号：3964414
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