硫化镉基半导体光催化材料研究进展
摘要:硫化镉是典型的II-VI直接带隙半导体催化剂,它是目前重要的光电材料之一,常被用于非线性光学设备、太阳能电池及光催化等方面的研究。将硫化镉作为基体材料,通过复合其他材料,可制备出形态、组成、特性不同的光催化材料,在环境保护、能源保护、化学合成领域都有着重要作用和发展前景。本文综述了硫化镉基光催化材料的制备方法、形态组成、应用发展等方面内容,对硫化镉基半导体光催化材料的前景进行了讨论和展望。
关键词:硫化镉、半导体、纳米材料、光催化材料
前言:
随着全球工业生产的发展和城市化进程的加快,产生的大量工业废水和城市生活废水未进行有效处理而排放,对人类赖以生存的水资源造成了日益严重的污染,因此水资源污染的净化与处理成为当今人
类急需解决的重要问题之一。
图:百度百科
在对被污染的水资源进行净化处理过程中,有些对人体有害的有机物很难通过过滤等方法除去,而采用光催化技术将有机污染物降解成为无毒、无害的物质是一种很有效的净化污水的方法。半导体光催化技术是在常温常压下利用太阳能降解废水中多种难降解的有机物质,太阳能容易获取,可再生,效率高,并在此过程中很少产生二次污染。光催化技术是在紫外光、可见光或者红外光照射下,光催化剂吸收光以后引起化学反应或者改变初始反应的速率,并引起反应成分的化学改变的过程,是一种可以在温和的环境下加快化学反应速率的科学技术,与物理、化学、催化、材料及纳米技术等诸多领域密不可分。21世纪以来,纳米技术的飞速发展为设计和制备效能更高的理想催化剂提供了理论和技术支持,多种新型结构的光催化剂随之出现。
相比传统的光催化剂,如TiO2、ZnO、ZnS等禁带光催化剂,特别CdS纳米微粒粒径小、比表面积大,具有带隙能小、可见光响应等特点,这些特点使CdS纳米微粒有良好的光催化降解有机物的性能,在光催化降解方面有着广泛的应用。合成CdS材料的方法主要有固相合成法和液相合成法,虽然通过多种方法都能制备CdS,但是单一的 CdS也有一些缺陷,一方面,光生电子和空穴复合快,导致对太阳光吸收效率较低,另一方面,CdS的光稳定性比较差,为了解决这些问题,一般要对CdS进行改性来提高它的活性和稳定性。改性后的CdS复合材料具有较好的稳定性、较高的活性,在光催化技术中具有不同的应用前景。本文以光催化技术所使用的硫化镉基半导体为研究目的,对光催化技术、纳米CdS材料的制备以及应用进行了调查研究。
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