三元金属硫化物-石墨相氮化碳异质结催化剂的制备及光催化性能

王彦娟　孙佳瑶　封瑞江　张健

(辽宁石油化工大学化学化工与环境学部，辽宁抚顺113001)

三元金属硫化物-石墨相氮化碳异质结催化剂的制备及光催化性能

王彦娟孙佳瑶封瑞江张健*

(辽宁石油化工大学化学化工与环境学部，辽宁抚顺113001)

以双氰胺、醋酸锌、钼酸铵、醋酸镉和硫化钠为原料，采用水热法合成了一系列Zn-Mo共掺杂CdS (Zn-Mo-CdS)，并与g-C3N4组成异质结催化剂(Zn-Mo-CdS/g-C3N4)。采用X射线衍射光谱(XRD)、紫外-可见(UV-Vis)光谱、电感耦合等离子体-原子发射光谱(ICP-AES)、电化学阻抗谱(EIS)、X光电子能谱(XPS)等分析手段对制备的催化剂进行了表征。结果表明，Zn-Mo-CdS与g-C3N4之间紧密结合并形成异质结，促进界面电荷迁移，抑制光生电子-空穴对的复合。以可见光下降解染料罗丹明B(RhB)为探针反应考察了催化剂性能。结果表明，Zn-Mo-CdS/g-C3N4异质结催化剂的光催化性能与单纯g-C3N4、Zn-Mo-CdS及双金属硫化物/ g-C3N4异质结催化剂相比均有大幅度提高，质量比m(Zn-Mo-CdS)/m(g-C3N4)=4:1时制备的异质结催化剂表现出最大的降解速率常数，是单纯g-C3N4和Zn-Mo-CdS的30倍和10倍。不仅Zn-Mo-CdS，其他三元金属复合硫化物如Mo-Ni-CdS和Ni-Sn-CdS与g-C3N4之间也能有效构筑异质结，促进电子-空穴对的分离和催化性能提升。

g-C3N4；三元金属硫化物；异质结；光催化；有机物降解

1　引言

近年来，日益严重的环境污染和能源危机使得人们对清洁能源的渴望越发强烈。太阳能作为清洁能源的代表被认为是最佳的传统化石能的替代者。以太阳能为能源的光催化技术能驱动一系列化学反应，将太阳能转化为化学能，这一技术已经在解决环境污染和能源危机方面表现出巨大的潜力。……