【《光催化剂合成及研究现状文献综述》2400字】

光催化剂合成及研究现状文献综述1.1半导体氧化物光催化剂合成及研究现状Wang[16]等以SnCl2为反应原料，采用水热法合成了极薄的SnO2纳米片，纳米片最小厚度为1.5-3nm，该合成产物的BET多孔比表面积达到180m2/g，具有较高的锂存贮能力和优异的循环性能。Dai[17]等以SnCl4·5H2O、HF、H2O为原料，采用水热反应成功制备出了SnO2纳米花，并研究了SnO2纳米花对罗丹明B染料的光催化降解能力。在实验中表明，在光催化性能方面，SnO2纳米棒对罗丹明B展现出了非常良好的光催化降解的性能。在之后的各方研究中，Cheng[18]等采用水热法以SnCl4、NaOH和PEG为原料合成出了SnO2纳米棒。光催化性能结果显示比其他文献所合成的SnO2催化剂性能更好。章伊婷等[19]采用水热法制备了纳米层状CdS，以对甲基橙这种有机污染物的降解效果作为光催化性能的指标。通过对其进行电子显微镜与X射线衍射分析其晶体内部结构，表明其所制备的样品为六方纤锌矿结构CdS，拥有厚度位10nm的片状纳米结构，整体展现为片层结构。而这样的内部结构的CdS拥有更好的光催化效率。刘宗瑞[20]等通过XRD、SEN和TEM表征分析，发现合成出的CdS纳米晶体结构为标准六方相，在随后的实验中，运用BET法测定其比表面积，并通过之前的实验数据进行建模分析，发现降解速率会有更大的提升，在随后的进一步实验中证明在18h下制备CdS纳米微粒可以获得催化活性更强的晶体，对甲基橙的降解率提高到了八成。杨慧[21]等发现不同的溶剂可以改变CuO纳米材料的形貌，当溶剂为水时，制备出了菊花状CuO纳米材料；当溶剂为乙醇时，CuO纳米材料形状为银莲花状；当溶剂为乙二醇时，合成出了花椰菜状CuO纳米材料。这说明反应介质对CuO纳米材料的形貌有重要影响。综上所述，采用水热法合成半导体材料过程中，半导体氧化物在紫外光的作用下的光催化降解率较低，降解时间较长，半导体氧化物的光催化性能仍有待提高。1.2离子掺杂光催化剂合成及研究现状Cho[22]为了改变六边形ZnO纳米线的形状，以CH4N2S为掺杂剂，采用温度更低的水热反应，合成出了S掺杂ZnO纳米线。并通过SEM等分析，表明合成出了六角星形S掺杂ZnO纳米线。其原因为S可以改变电荷的局部变化，在顶点处比在边缘处更强，导致合成出的ZnO纳米线截面形状发生改变。吴奇[23]等发现ZnO掺杂改性比TiO2掺杂更方便，且需要的反应条件更低，稳定性好，且光催化性能更高，在污水处理方面有更大的展望。肖逸帆[24]等采用水热法制备了晶粒更小，且不会发生团聚现象的TiO2掺杂纳米材料。光催化性能等测试表明，掺杂后的TiO2纳米材料对可见光吸收增强，对比单一的TiO2纳米材料，稳定性更改，光催化性能更强，尤其是对MO的降解效果更佳明显，并且不会造成二次污染在废水处理领域有广阔的应用前景。刘禹硕[25]等成功制备出以Sb、Ru等稀有金属进行掺杂改性处理的钛基SnO2电极，电催化降解性能测试结果显示，该电极对C6H5NO3的降解率较高。张晓菲等[26]研究发现，掺杂5%Sn的TiO2纳米材料的光催化性能比单一的TiO2纳米材料的光催化性能高。综上所述，离子掺杂改性的半导体材料，对比单一的材料，其具有以下优势，改变了单一物质的形貌，使晶体向特定方向生长，增大了其比表面积，增加其对紫外光的利用率。金属离子掺杂可以在半导体晶格中引入缺陷或改变结晶度，降低其空穴-电子的复合几率，提高光生电子和光生空穴的迁移成功率，进而提高光催化性能。1.3异质结构光催化剂合成及研究现状Wang等[27]以C4H8O2为原材料，采用水热法合成出了ZnO/SnO2纳米复合材料，光催化结果表明，ZnO/SnO2纳米复合材料在紫外光照射下对MO的光催化降解效率高于单一的ZnO或SnO2纳米材料。贡昀等[28]采用水热法合成了还原型氧化石墨烯/硫化镉纳米棒(RGO/CdS）复合材料，采用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）等方法对产物进行了表征。以C2H8N2溶液调节Cds颗粒的成核和生长速率，通过采用水热法合成了结构化的RGO/Cds复合材料。紫外分析表明，RGO/CdS禁带宽度为2.81eV。光催化降解实验表明，RGO/CdS对甲基橙具有良好的光催化降解作用，当甲基橙溶液质量浓度为20mg/L，RGO/CdS用量为0.2wt%时，在可见光反应480min，甲基橙降解率可达96.3%。张文康[29]等人采用沉淀法制备了CdS/g-C3N4复合光催化剂样品，通过甲基橙溶液的光催化降解评价产品的光催化活性，样品制备选择为大比例范围，CdS与g-C3N4的质量比分别等于5:2，5:3，5:4，5:5，其中质量比为5:3的CdS/g-C3N4光催化活性最高，能将甲基橙降解97.88%。徐焕颜[30]等人原位制备了CdS/g-C3N4异质结，并提出了湿化学法，测定了CdS/g-C3N4中CdS的实际含量。以甲基橙为可见光污染物，评价了该异质结的光催化活性。当Cds/g-C3N4质量比为7:3时，吸附容量最大，光催化活性较好。经过5次循环之后，复合材料仍保持较高的反应速率，甲基橙降解率为93.8%。采用原子吸收光谱法，测定CdS上清液中Cd2+的含量，结果表明CdS与g-C3N4复配对CdS的光腐蚀有抑制作用。崔艳娟[31]采用NH4SCN和CdCl2为原料，制备了低CdS含量的g-C3N4/CdS复合催化剂，SEM等测试表明，g-C3N4块体上生长了CdS颗粒，并且分布较为均匀，当CdS/g-C3N4质量比为1%，锻烧温度为600℃时，光催化活性最好，稳定性也最高。当CdS质量增加到2%时，光催化性能反而降低，这可能与催化剂体内光载体复合物的形成有关。。刘清莹[32]等人合成了不同质量分数(5%、10%、15%)的C3N4/Cds纳米复合材料。对罗丹明B的光催化降解结果表明，C3N4/CdS复合材料的10%质量分数具有最高的光催化活性，罗丹明B在120min内降解为98%。光催化活性的提高可归因于光激发电子-空穴的高分离效率，并提出了罗丹明B在C3N4/CdS纳米复合材料上光催化降解的可能机理。龚世豪[33]采用膜法制备g-C3N4/CdS复合光催化剂，设计了m（CdS的理论产量）:m（g-C3N4）=1:1，2:1，3:1，4:1，5:1五个比例，结果表明CdS:C3N4=2:1时，降解活性艳红（X-3B）的效率最高，降解45min时去除率达到了91.55%。杨晓晓[34]等人制备了不同质量分数的CdS/g-C3N4复合材料，通过CH3OH溶液中CO2的还原生成C2H4O2来评价催化剂的光催化活性，结果表明CdS与g-C3N4质量比为1:2活性最高。因此，CdS与g-C3N4的结合，是一种提高光生电子空穴对分离效率以及拓展可见光吸收范围的有效方法。王鑫[35]等采用固相法成功合成了c/h-CdS异相结材料，其活性较高。在光催化降解罗丹明B的实验中发现，制备的c/h-CdS异相结材料比纯c-CdS和h-CdS催化剂的