采用原位生長技術,利用共沉淀-水熱法制備g-C₃N₄/Zn_xCd_1-xS光催化劑。通過XRD、SEM、TEM、EDS、UV-Vis DRS等手段對光催化劑的結構組成和光化學性質進行測試和表征。通過亞甲基藍（MB）在可見光照射下的降解評價g-C₃N₄/Zn_xCd_1-xS的光催化活性;并通過捕獲劑測試研究光催化降解機制。結果表明:g-C₃N₄與Zn_xCd_1-xS形成了結晶良好的異質結結構,g-C₃N₄的加入增大了復合材料的光吸收范圍,且隨著x值的增大,材料光吸收范圍逐漸減小。其中g-C₃N₄/Zn_0.5Cd_0.5S光催化性能最佳,可見光照射210 min后,MB的降解率達到了99%。且經過4次重復性試... 

【文章來源】：哈爾濱理工大學學報. 2020,25(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

樣品的SEM和TEM圖

圖2為不同樣品的SEM和TEM圖。由圖2(a)可見,Zn0.5Cd0.5S由多個塊狀和片狀碎片組成,單個小塊直徑在1～2 μm之間。圖2(b)顯示g-C3N4為不規(guī)則的塊狀形狀,但是表面較光滑,沒有出現(xiàn)破碎的顆粒,類似于石墨的光滑層狀結構。圖2(c)顯示CN/Zn0.5Cd0.5S也為不規(guī)則的塊狀形狀,尺寸2-3 μm左右,表面有零碎的光滑的片狀結構,這些可能為Zn0.5Cd0.5S。圖2(d)和圖2(e)為CN/Zn0.5Cd0.5S的TEM和HRTEM圖,CN/Zn0.5Cd0.5S具有明顯的核殼結構,Zn0.5Cd0.5S包裹在g-C3N4的表面。核的直徑在50 nm之間,殼的厚度約為21 nm,兩者緊密接觸,形成了異質結結構,光生載流子可以快速的轉移。HRTEM顯示Zn0.5Cd0.5S分布在表面,晶格條紋為0.327 nm,對應于Zn0.5Cd0.5S的(111)晶面,而g-C3N4的晶格條紋非常弱,不能在HRTEM圖片上顯示出來。圖2 樣品的SEM和TEM圖

圖1為CN/ZnxCd1-xS樣品的XRD圖。由圖可知,Zn0.5Cd0.5S有3個衍射峰,分別位于27.17°、 44.68°和53.15°,對應標準立方閃鋅礦性結構的CdS (PDF 42-1411) 的(111)、(220)和(311)三個晶面,且3個衍射峰相對于CdS的三個特征衍射峰,均向大角度發(fā)生移動。根據(jù)休謨-羅瑟里定則[15],由于Zn的離子半徑(0.74?)略小于Cd離子半徑(0.97?),離子半徑比小于15%,兩者電負性差異很小,且CdS與ZnS具有相同的晶體結構—立方閃鋅礦型結構,Zn2+能夠進入CdS的主體晶格中,造成晶格收縮,使衍射峰向大角度移動,形成ZnxCd1-xS固溶體[16]。而g-C3N4在13.05°和27.59°處有兩個特征衍射峰。其中27.59°處的衍射峰較強,晶面指數(shù)標記為(002),歸屬于芳香族化合物的層間堆疊,這是石墨結構所特有的特征峰。而在13.05°處的衍射峰較弱,屬于melon類物質的特征峰,晶面指數(shù)標記為(100),它是由面內重復單元的3-s-三嗪結構形成的[17]。由于g-C3N4的(002)晶面的衍射峰與Zn0.5Cd0.5S的(111)晶面衍射峰重疊,故CN/ZnxCd1-xS衍射峰位置并沒有太大變化,這與相關報道一致[18-19] 。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]g-C3N4在可見光下協(xié)同PDS降解磺胺二甲嘧啶的機制研究[J]. 張錢新,陳平,王楓亮,曾泳欽,蘇躍涵,呂文英,姚琨,劉海津,劉國光.  環(huán)境科學學報. 2017(10)
[2]高效可見光響應Zn0.11Sn0.12Cd0.84S1.12/g-C3N4異質結光催化劑的制備及性能[J]. 張倩,胡紹爭,李法云,范志平,王瓊,王菲,李薇,劉道勝.  高等學校化學學報. 2016(03)



本文編號：3350366