两种硫化镉催化剂的合成、结构调控及其光催化性能研究.pdf

摘要

随着当今工业的快速发展，煤、石油、天然气等化石燃料的过度使用所导致

的温室效应、空气和水资源污染等环境问题已经引起全球科学家的关注。因此，

如何有效处理CO2和有机污染物已成为当今社会亟待解决的问题。在这种情况

下，利用太阳能将CO还原为高附加值化工燃料和有机污染物转化为无害的无

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机物小分子被认为是一种能减轻日益严重的环境污染和能源危机的有效途径。但

是，目前大多数光催化剂的效率仍然较低，这主要是由于光能利用率较低、催化

活性位点不足以及光生载流子的快速复合引起的。因此，开发高效、稳定的新型

纳米结构光催化剂具有十分重要的科学研究价值。

论文的研宄内容如下：

1、富含硫空位的三维硫化镉/乙二胺纳米线光催化剂应用于高效光催化还

原CO2生产合成气：通过简单的溶剂热策略成功地制备出了富含硫空位的三维

网络结构硫化镉-乙二胺杂化纳米线(V-R-CdS/EDANW)。实验表征和理论计算

S

结果表明质子化的EDA分子修饰在CdS表面组装成具有较大比表面积的3D结

构显著增强了可见光捕获，加速了光生载流子的分离和运输。同时，CdS表面的

氨基修饰和丰富的配位不饱和活性位点有效地促进了氢吸附、CO2吸附和活化。

因此，V-R-CdS/EDANW表现出优异的可见光催化还原CO生产合成气(CO+H)

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性能。这项工作展示了三维结构、分子装饰和空位工程的协同作用在提高CO2

光还原制合成气效率方面的优势。

2、硫化镉超薄纳米片催化剂具有优异的可见光驱动降解染料性能：通过简

单的溶剂热法成功地制备出了硫化镉超薄纳米片(CdSNS)光催化剂。实验结果

表明CdSNS具有较大的表面积、丰富的催化活性位点、增强的光生载流子的分

离效率和更快的电荷运输性能。因此，与块状CdS(bulkCdS)相比，CdSNS催

化剂表现出更高的可见光驱动甲基橙和亚甲基蓝染料降解性能。该工作为设计高

效、稳定的CdS半导体材料应用于环境修复领域提供了一定的指导作用。

关键词：光催化，新型纳米结构，CdS，CO光还原，染料降解

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ABSTRACT

Withtherapiddevelopmentoftoday'sindustry,theconsumptionoffossilfuels

suchascoal,oilandnaturalgashasresultedinthegreenhouseeffect,airandwater

pollutionandotherenvironmentalproblems,whichhaveattractedtheattentionof

globalscientists.Therefore,howtoeffectivelydealwithCO2andorganicpollutants

hasbecomeanurgentproblemtobesolvedintoday'ssociety.Inthissituation,which

isconsideredtobeaneffectivewaytoreducetheincreasinglyseriousenvironmental

pollutionandenergycrisisbyusingsolarenergytoreduceCO2intohighvalue-added

chemicalfuelsandorganicwastesintoharmlessinorganicsmallmolecules.However,

thephotocatalyticefficiency