3  Ni掺杂CdS的制备，表征及光催化性能研究 20

3.1  Ni掺杂CdS的制备 20

3.2  Ni掺杂CdS的表征 20

3.2.1  形貌表征 20

3.2.2  UV-Vis漫反射表征 21

3.2.3 XRD表征 21

3.2.4 XPS表征 22

3.2.5  荧光光谱表征 23

3.2.6 拉曼光谱表征 24

3.3  Ni掺杂CdS的光催化性能研究 24

4  Mn、Zn掺杂CdS的制备、表征及光催化性能研究 26

4.1  Mn掺杂CdS的制备 26

4.2  Mn、Zn掺杂CdS的表征 26

4.2.1  形貌表征 26

4.2.2  UV-Vis漫反射表征 27

4.2.3  XRD表征 28

4.2.4 XPS表征 29

4.2.5 荧光光谱表征 30

4.2.6 拉曼光谱表征 30

4.3  Mn、Zn掺杂CdS的光催化性能研究 30

结论 33

致谢 34

参考文献 35

1 绪论

1.1  引言

全球化的能源危机促使了全世界的科学家将视野集中在将太阳能转化为可利用资源的途径上。对于光催化氧化的研究是从20世纪70年代F1本东京大学拉开序幕的。东京大学教授Fujishima和Honda发现Ti02单晶电极光不仅可以分解水，还可以分解其他物质，这项研究使得对于光催化材料的研究盛行起来。1997年，R·Wang发现Ti02薄膜具有超亲水性，有防雾和自洁的功能，这更激起了对光催化研究的热潮。

相对于其他技术，光催化技术具有如下优点：a)无副产物生成，无二次污染，催化剂可回收利用,属绿色技术。b）具有很强的氧化能力，对有机物降解彻底，几乎能将所有的有机污染物彻底氧化成无机物。c）能耗低，一些对可见光有响应的光催化剂可以利用太阳光作为能源，这在目前全球能源紧张的情形下是极其重要的。d)反应迅速，传统的染料废水处理周期较长，而光催化反应在数小时内就能达到极高的处理效率。e)处理设备占地面积比传统处理设备要小。

综上，光催化氧化水处理技术是具有广阔应用前景的水处理方法并将日益成为污水处理领域的研究热点。目前的光催化技术的研究主要集中在Ti02等常见催化剂上，可Ti02虽然具有价格低廉，来源广泛等优点，但其只能利用太阳光中的紫外部分(400nm以下)，而紫外光只占太阳光能量的5％左右，这就大大限制了其实用性，所以，找到对可见光具有响应的催化剂是至关重要的。

CdS是一种具有可见光(400nm～750nm的可见光占太阳光的近43％)响应的光催化剂，能够直接利用太阳光催化降解有机污染物，是一种非常具有应用前景的光催化剂。

目前，科研人员对于CdS光催化性能的研究还比较少。大多数学者是利用CdS和Ti02的复合来提高Ti02的可见光响应，很少有学者单独研究CdS的光催化性能。而国外学者对CdS光催化性能的研究主要集中在光催化产氢上．M．Sathish等用沸石作为模板制备出粒径为6～12nm的CdS粒子并用UV-Vis、XRD、SEM、TEM等技术对CdS颗粒进行了表征。实验证实，纳米级的粒子由于粒子尺寸和表面状态等原因，其催化活性要比大尺寸的粒子高。另外，还通过实验证明，负担了Pt的CdS催化活性高于负担了Ru的CdS[1]。K．GKanade等利用固相反应制备出镶嵌于PPS矩阵的CdS纳米晶，证明其是热力学稳定的，并且其光催化产氢率要比传统的负担Pt的改性方式要高[2]。Guoqing Guan等利用CdS与ETS-4复合光催化制氢，证明在有Na2S和Na2SO3，作为电子供体的情况下，能够提高CdS的产氢率和CdS的稳定性[3]。C．Karunakaran等研究了利用太阳光作为光源，CdS对苯胺的光催化降解作用。实验研究了不同的苯胺浓度、催化剂的用量、通气量以及溶液构成等因素对于光催化反应速率的影响。证实了CdS是一种能持续保持催化活性的光催化剂。实验还研究了三苯基膦、二苯胺、对苯二酚等作为电子供体对反应的影响。最后，实验还对光催化反应进行了动力学方程的研究[4]。