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《山东大学》 2011年
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乙二胺溶剂热法制备Cd_xZn_(1-x)S固溶体及其光催化还原硝基苯的性质研究

魏红伟  
【摘要】:半导体纳米材料由于量子尺寸效应、体积效应、表面效应、介电限域效应、宏观量子隧道效应等而具有独特的光学和催化性能。半导体光催化是在20世纪70年代兴起并发展起来的一种“绿色”、高效的技术,在环境治理、能源再生和有机物合成方面都具有应用价值。为了充分利用太阳光资源,设计高效、可见光响应的光催化剂是发展光催化技术的关键。在溶剂热反应中,溶剂对产物的物相、形貌、粒径等都会产生一定的影响,进而影响到其化学性质。 本论文主要致力于半导体纳米光催化剂的改性研究:在乙二胺-水的混合溶剂(v/v=1:1)中,通过调节CdCl2'2.5H20.ZnCl2的投料比,成功制备了一系列CdxZn(1-x)S固溶体材料,同时探讨了反应溶剂对产物的影响;产物的光催化性质以对硝基苯的光催化还原来衡量,具体归纳如下: 在乙二胺-水(v/v=1:1)的混合溶剂中,通过调节Cd2+和Zn2+的投料比,成功制备了一系列一维、六方相的CdxZn(1-x)S(x=0-1)固溶体材料,研究发现固溶体材料的微观结构、X射线衍射花样、能带结构、光学性质和比表面积均随x值的变化呈现规律性的变化。固溶体的光催化性能通过光催化还原硝基苯的能力来加以验证,无氧甲醇溶剂作为空穴牺牲剂。光催化实验结果表明亚硝基苯和苯胺是主要的还原产物,Cd073Zno.27S在可见光下具有最佳的催化性能,紫外光下ZnS最佳;这和固溶体的微观结构、禁带宽度、导带电势、比表面积等因素有关。 以同等物质的量的CdCl2'2.5H20和ZnCl2为反应物,无水乙二胺和水为反应溶剂,探讨了溶剂对产物的影响。研究发现溶剂对固溶体的化学组成、微观结构、比表面积和表面吸附基团均有很大影响,进而影响到其能带结构和光催化性能。受其表面吸附基团的影响,在乙二胺-水的混合溶剂中合成的材料具有最好的光催化性质。
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB383.1

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