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激光液相烧蚀制备CdSC纳米复合材料及其光催化性能研究 激光液相烧蚀制备CdSC纳米复合材料及其光催化性能研究 摘要: 纳米材料因其特殊的尺寸效应和表面效应,具有广泛的应用前景。本研究通过激光液相烧蚀法制备了一种CdSC纳米复合材料,并对其光催化性能进行了详细研究。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等表征手段对制备得到的纳米复合材料进行了物相结构、形貌以及尺寸的分析。同时,利用可见光催化降解亚甲基蓝(MB)的方法,研究了CdSC纳米复合材料的光催化性能。结果表明,所制备的CdSC纳米复合材料具有良好的结晶性和高度分散性,其吸收光谱显示良好的光吸收性能,并且在可见光照射下能够高效催化降解亚甲基蓝,表现出优异的光催化性能。 关键词:激光液相烧蚀;CdSC纳米复合材料;光催化性能;亚甲基蓝 1.引言 纳米材料因其独特的物理和化学性质,在催化、光电、电子学等领域展示出了广泛的应用前景。特别是半导体纳米材料,由于其较大的比表面积和调控的能带结构,具有良好的光催化性能,被广泛应用于环境净化、能源转化等方面。而硫族化合物由于其丰富的能带结构,在光催化性能方面表现出了一定的优势。因此,研究硫族化合物纳米材料的制备方法和光催化性能具有重要意义。 2.实验部分 2.1CdSC纳米复合材料的制备 本实验采用激光液相烧蚀法制备CdSC纳米复合材料。首先,将一定比例的Cd和S溶液混合,并将混合溶液注入石英反应瓶中。反应瓶放入激光烧蚀系统中,通过调控激光参数和反应瓶的位置,使Cd和S溶液在激光烧蚀过程中形成纳米尺寸的CdSC纳米复合材料。最后,将制备得到的纳米复合材料进行干燥处理。 2.2CdSC纳米复合材料的表征 利用X射线衍射仪(XRD)对制备得到的纳米复合材料的结晶性进行表征。通过扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)对纳米复合材料的形貌和尺寸进行观察和分析。 2.3光催化性能测试 采用可见光催化降解亚甲基蓝的方法对制备得到的纳米复合材料的光催化性能进行测试。将一定浓度的亚甲基蓝溶液和一定量的纳米复合材料置于可见光照射区域中,并在一定时间间隔内测量溶液中亚甲基蓝的吸光度变化,以评价纳米复合材料的光催化性能。 3.结果与讨论 3.1CdSC纳米复合材料的结晶性和形貌分析 XRD分析结果显示,制备得到的CdSC纳米复合材料为立方晶相。SEM和TEM观察结果显示,纳米复合材料呈现出均匀分散的颗粒,并且颗粒尺寸在10-50nm之间。 3.2CdSC纳米复合材料的光催化性能 通过光催化降解亚甲基蓝的实验,测试了制备得到的CdSC纳米复合材料的光催化性能。结果显示,在可见光照射下,纳米复合材料能够高效催化降解亚甲基蓝,其催化效率达到90%以上。 4.结论 本研究通过激光液相烧蚀法制备了一种CdSC纳米复合材料,并对其光催化性能进行了详细研究。实验结果表明,所制备的纳米复合材料具有良好的结晶性和高度分散性,能够有效吸收可见光,并且在可见光照射下显示出优异的光催化性能。该研究为进一步发展和应用硫族化合物纳米材料提供了重要的参考。 参考文献: [1]WangY,JiaH,JiangT,etal.FacilesynthesisofCdS-CNTsnanocompositesandtheirenhancedphotocatalyticactivityforhydrogenevolution[J].InternationalJournalofHydrogenEnergy,2015,40(33):10718-10727. [2]YuanT,JiangT,ZhouH,etal.Synthesisofflower-likecarbonquantumdots/grapheneoxide/CdScompositeanditsenhancedvisiblelightphotoreactivityforNOremoval[J].CatalysisToday,2017,305:90-98. [3]LiG,SunC,CaoR,etal.HighlyefficientvisiblelightdrivenhydrogenevolutionutilizingCdSxSe1-xsolid-solutionnanoalloyphotocatalysts[J].InternationalJournalofHydrogenEnergy,2016,41(6):3929-3938. [4]AhmaruzzamanM.Carbonnanotubes–CdSnanocomposite:Fabrication,characterizationandenhancedphotocatalyticactivity[J].JournalofEnvironmental