【摘 要】
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本论文主要研究ZnS纳米半导体材料在光催化反应中裂解水产生氢气,通过构建表面缺陷、金属掺杂以及形成异质结来进行改性,增强ZnS的应用。第一章,首先介绍了半导体材料的发展情况、研究意义以及半导体的工作机理;其次引出ZnS纳米材料的主要应用领域以及发展现状;然后探讨ZnS的结构性质、缺点、制备方法;最后提出以ZnS为基体与其他纳米半导体材料进行改性来增强其光催化性能。第二章,通过使用不同的溶剂（三乙胺
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本论文主要研究ZnS纳米半导体材料在光催化反应中裂解水产生氢气,通过构建表面缺陷、金属掺杂以及形成异质结来进行改性,增强ZnS的应用。第一章,首先介绍了半导体材料的发展情况、研究意义以及半导体的工作机理;其次引出ZnS纳米材料的主要应用领域以及发展现状;然后探讨ZnS的结构性质、缺点、制备方法;最后提出以ZnS为基体与其他纳米半导体材料进行改性来增强其光催化性能。第二章,通过使用不同的溶剂（三乙胺、乙醇胺、活化乙醇胺）,采用溶剂热法来促进ZnS晶体的生长。制备出普通白色ZnS以及具有缺陷的粉红色ZnS;然后对普通白色ZnS负载Pd金属进行掺杂。对于它们进行形貌、光响应性、荧光、光催化产氢性能等进行测试对比。最后得出构建具有缺陷的粉红色ZnS在紫外-可见光下具有优异的产氢性能和稳定性。第三章,采用阳离子交换法,将具有缺陷的粉红色ZnS和Cu（NO3）2·3H2O在去离子水中进行搅拌混合,通过改变Cu/Zn的质量比为3 wt%,5 wt%和10 wt%来制备不同负载量的ZnS/CuS异质结。通过SEM和TEM来证实异质结构建成功,电化学等测试揭示异质结的构建如何提高电子和空穴的分离效率并增强氧化还原能力。在紫外-可见光和可见光下裂解水产生氢气的实验结果表明,Cu/Zn为3 wt%的光催化剂具有良好的产氢性能和稳定性。第四章,制备CuS/ZnS/g-C3N4异质结。首先选取上一章节具有良好催化性能的ZnS/Cu S-3%纳米光催化材料,然后使用马弗炉对三聚氰胺进行煅烧制备g-C3N4纳米材料,最后通过超声浸渍法获得Cu S/ZnS/g-C3N4三元异质结。g-C3N4纳米材料具有极小的禁带宽度并且具有较高的还原电势,有利于增强可见光响应性。通过SEM和电化学等测试,给出Cu S/ZnS/g-C3N4三元异质结光催化产氢的合理机理。实验表明,Cu S/ZnS/g-C3N4异质结在可见光下表现出良好催化性能。第五章,对上述三个实验进行总结,并提出工作创新点和不足之处。本论文中,成功构建具有缺陷的粉红色ZnS,并通过对ZnS进行阳离子交换制备ZnS/Cu S异质结,然后构建Cu S/ZnS/g-C3N4三元异质结,对于它们进行了紫外-可见光或者可见光下的光催化性能研究。
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