研究目的
开发并评估一种基于层次化Cu2S量子点(QDs)修饰ZnO纳米针(NNs)且具有p-n异质结的新型光催化剂,用于增强紫外和可见光下有机污染物的光催化降解,重点研究电荷转移工程与可循环利用性。
研究成果
经过六次SILAR循环优化的ZnO@Cu2S NMSHs(S3)因p-n异质结实现高效电荷分离及光吸收范围扩展,在紫外和可见光下均表现出显著增强的光催化活性与稳定性。其紫外光下的Z型机制进一步提升了反应效率。该光催化剂在可持续环境治理领域展现出应用潜力。
研究不足
光催化效率未达100%,XPS表明可能源于CuS相的存在。较高SILAR循环次数下Cu2S量子点的团聚会降低性能。本研究仅针对RhB降解,可能不适用于其他污染物。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用两步法,先通过水热合成法制备ZnO纳米网(NNs),再利用连续离子层吸附反应(SILAR)法沉积Cu2S量子点(QDs)形成p-n异质结,旨在增强电荷分离与光吸收效果。
2:样本选择与数据来源:
制备不同SILAR循环次数(S0至S4)的样本,以罗丹明B(RhB)水溶液作为污染物进行降解测试。
3:实验设备与材料清单:
锌片、乙二胺、硝酸铜三水合物、硫化钠九水合物、罗丹明B、高压反应釜、紫外-可见分光光度计、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、光致发光光谱仪(PL)等。
4:实验流程与操作步骤:
通过水热法生长ZnO纳米网,继而经SILAR循环沉积Cu2S量子点。光催化测试包括用紫外/可见光照射RhB溶液并定时测量降解率。
5:数据分析方法:
根据紫外-可见吸光度测定降解效率;通过XRD、SEM、TEM、XPS、PL及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)分析结构与光学特性。
独家科研数据包,助您复现前沿成果,加速创新突破
获取完整内容-
X-ray diffractometer
D/max-2500
Rigaku Corporation
Measure X-ray diffraction patterns to analyze crystal structure
-
Field emission scanning electron microscope
7800F
JEOL Ltd.
Characterize surface morphologies and elemental composition
-
Transmission electron microscope
FEI Tenai G2 F20
JEOL Ltd.
Obtain TEM and HRTEM images for detailed structural analysis
-
X-ray photoelectron spectroscopy system
ESCALAB 250Xi A1440
Thermo Fisher Scientific
Analyze chemical components and binding energies
-
Photoluminescence spectrometer
in Via
Renishaw
Investigate PL spectra at room temperature
-
UV-Vis spectrophotometer
UV-5800PC
Shanghai Metash Instruments Co., Ltd.
Measure UV-Vis diffuse reflection spectra
-
High-pressure mercury lamp
UV light source for photocatalytic tests
-
Xe arc lamp
Visible light source for photocatalytic tests
-
登录查看剩余6件设备及参数对照表
查看全部