文献综述
随着中国工业的迅速发展，人们对水的要求越来越高，但是水污染问题越发严重。根据《2008年中国环境状况公报》显示中国的七大水系中，珠江长江总体水质良好，松花江为轻度污染，黄河淮河为中度污染，辽河海河为重度污染，地表水受到严重污染。
对水体污染最严重的当属工业废水。由于工业废水种类繁多，成分复杂，常含有多种有毒物质且不易降解，因此对于保护环境而言，工业废水的处理尤为重要。工业废水中的印染废水现在已经成为我国水污染的主要原因之一。印染污水水量巨大，有机污染物浓度高、种类多、重金属含量较高。印染废水中的染料会吸收光线、消耗氧气，影响水体自净形成视觉污染，并使水体缺氧，危害水生生物和微生物的生长。染料中的各类芳香族卤化物、芳香族硝基化合物、芳香族胺类化合物、联苯等多苯环取代化合物生物毒性很大，导致“三致”。同时，印染废水中的重金属经过生物富集，在人体内积累造成疾病。
罗丹明B就是一种工业上常用的染色剂。罗丹明B又称玫瑰红B，俗称花粉红，是一种鲜桃红色的碱性人工合成荧光染料。常温下为绿色结晶或者红紫色粉末，易溶于水、乙醇，微溶于丙酮、氯仿、盐酸和氢氧化钠溶液。水溶液为蓝红色，稀释后荧光性强，醇溶液为红色荧光。由于罗丹明B价格低廉、色泽鲜艳、稳定性强，常用于制造油漆和纸张、腈纶、丝绸、皮革等织物的染色以及生物制品的染色。罗丹明B曾经还应用于食品染色，作为食品添加剂，但是后来经科学家实验发现罗丹明B会致癌，现已禁止将罗丹明B作为食品添加剂和食品染色。
含有罗丹明B的印染污水色度高，有机污染物浓度大，可生化性差，直接排入水体对水资源污染很大并且会影响人们的身体健康，引发致癌、致突变，因此必须处理达标后排放。罗丹明B的降解方法有很多。生物降解法脱色能力强且不产生二次污染，但降解所需时间很长；物理吸附法吸附成本低、脱色快，但吸附剂需要经过复杂的处理；Fenton氧化法反应迅速，对反应所需的温度和压力要求不高且不产生二次污染物。除此以外还有普通化学氧化法、电化学氧化法、微波辅助法、超声波辅助法。这些方法都需要消耗外加能源，增加成本，难以大规模应用。但新兴的污染治理技术——光催化氧化法的优点就在于不需要消耗其它能源，操作简单，处理有机污染物能力强且不生成二次污染物。在光的照射下，光化学催化剂将污水中的有机污染物迅速发生化学反应生成H2O和CO2等无机小分子，实现污染物的降解，消除对环境的污染。
在光化学催化法中，很多半导体材料（TiO2、ZnO、CdS、WO3、Fe2O3等）具有合适的能带结构都可以作为光催化剂。但是作为光催化剂必须无毒且在光条件下稳定，TiO2以其光催化活性高、化学稳定性好、氧化能力强、降解速度快、降解无选择性、耐腐蚀、安全无毒、成本低和无二次污染的优越性能而被广泛研究和运用。在工业大规模运用中，TiO2光催化剂受到三个关键技术难题的制约：（1）保持高活性并将其均匀负载比较困难；（2）量子效率低，光生电子—空穴对在迁移过程中存在较大的复合几率，大大降低了光电转换效率；（3）太阳能利用率低，由于TiO2的禁带带隙为3.2eV，需波长小于387nm的光才能激发电子从价带跃迁到导带，形成光生电子和空穴的分离，光生空穴将H2O分子氧化生成氧化能力很强的羟基自由基（·OH），从而将污水中的有机物氧化分解，达到光催化降解的目的。因此TiO2只能被波长较短的紫外光线激发，而紫外线只占太阳光总能量的5%，波长为400~750nm的可见光占45%。可见，要提高TiO2的光电催化效率必须提高对太阳光可见光部分的应用并降低电子—空穴的复合几率。
国内外学者在进行大量研究表明，利用金属离子掺杂、贵金属沉积、半导体复合及染料敏化等手段，使TiO2的光响应波长延展至可见光，不同程度的提高了可见光催化活性。但是大多数的改进方法成本高，工艺复杂，难以工业化。半导体复合法被认为是一种可行的方法。
CdS是一种重要的Ⅱ—Ⅵ族半导体材料，为窄禁带半导体，带隙宽度为2.42eV，只要波长小于等于495nm的光照射时，CdS价带中的电子就会跃迁到导带上，但是CdS容易发生光化学腐蚀，缩短使用寿命。通过制备CdSTiO2/复合半导体粒子可以有效抑制CdS的光腐蚀，并扩展TiO2的响应范围。
在CdS/TiO2复合粒子中，当吸收一定波长的光子时，CdS价带中的电子首先被激发到导带中，产生电子—空穴对，而TiO2导带能级比CdS低，两种半导体材料的禁带发生交迭，发生电子跃迁后，光激发产生的空穴留在CdS价带上，电子从CdS导带上迁移到TiO2的导带上，降低了电子与空穴复合的概率。同时，当光子的能量能够激发TiO2价带上的电子时，TiO2价带上的空穴将向比其价带能级低的CdS价带转移，使电子与空穴有效分离，提高了电子和空穴参与化学反应的效率。因此将TiO2的激发波长延伸到可见光区，提高光催化效率。
制备CdS/TiO2复合粒子的方法有很多，如水热法、离子沉积法、溶胶—凝胶法、机械化学法、反相微乳法、固相混合法等。不同的制备方法造成的粒子组成不同、晶体结构、粒径、比表面积、表面羟基都会影响光催化效率。
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