納米ZnS材料的制備表征及光催化性能分析.pdf

1、ZnS是一種重要的Ⅱ-Ⅵ族直接帶隙半導體材料，在自然界中主要以閃鋅礦和纖鋅礦的形式存在，在室溫下(300K)，閃鋅礦結構的ZnS的禁帶寬度Eg=3.54 eV，纖鋅礦結構的ZnS的禁帶寬度Eg=3.71 eV。隨著科技的發(fā)展，納米ZnS半導體材料因其獨特的電學和光學性能逐漸成為科研工作者的研究焦點，在電致發(fā)光、光致發(fā)光、傳感器、光催化等領域得到了廣泛的應用，其中，光催化降解是近年來興起的一種治理環(huán)境污染的有效方法，是納米半導體材料研究的

2、前沿與熱點。
　　目前，已有報道的制備ZnS的方法有很多，有化學氣相沉積法，磁控濺射法，微乳液輔助合成法，但上述方法普遍較為復雜，制備周期長，成本較高且重復性較低。本文采用簡便的水熱法制備了ZnS納米球，ZnS納米線，并開創(chuàng)性地使用水熱合成法制備了Ag/ZnS核殼結構納米棒，對其成分、形貌、生長機理、光催化性能及機理進行了深入系統(tǒng)的分析。主要結果如下:
　　1.以CTAB作為催化劑，采用水熱法制備了ZnS立方閃鋅礦的納米球狀

3、結構，探討了反應時間對樣品形貌的影響，ZnS納米球是在CTAB作用下由ZnS納米顆粒發(fā)生自組裝而形成的，其UV-vis吸收峰隨粒徑尺寸增大而增強，同時發(fā)生藍移;PL發(fā)射峰位于480 nm處，強度也隨顆粒尺寸增大，光催化實驗結果顯示反應12h制得的ZnS納米球樣品具有最優(yōu)的光催化降解性能，同時，制備的ZnS納米材料的光催化性能均優(yōu)于普通ZnS體材料。
　　2.以PVP作為催化劑，采用溶劑熱法制備了纖鋅礦結構的ZnS納米棒，在PVP的

4、作用下ZnS納米顆粒沿[001]晶向吸附生長，最終形成納米棒結構。納米棒的紫外吸收峰位于340 nm處，PL發(fā)射峰在470 nm左右，納米棒的光催化性能比ZnS納米球的弱，但仍優(yōu)于市售ZnS體材料。
　　3.為提升ZnS納米材料的光催化性能，將ZnS納米顆粒與制備的Ag納米線進行復合，制得Ag/ZnS核殼結構納米棒，納米棒是由ZnS納米顆粒在CTAB的作用下在Ag納米線表面吸附、生長包覆而成的。納米棒的紫外吸收能力較ZnS納米球有