MoS2/ZnO纳米复合材料的光学和光催化性能

李酽，宋双，连晓雪

（中国民航大学理学院，天津 300300）

目前，大气、水体、土壤污染等环境问题日益严重，迫切需要发展各种各样的环境保护和治理技术。在污水处理与净化方面，纳米半导体光催化技术得到广泛的研究和应用[1-5]。纳米ZnO 因具有成本低、对环境友好以及良好的化学稳定性等优点而成为最有前途的光催化剂之一[6-9]。然而，光生电子空穴对的快速复合严重降低了其光催化性能。研究表明，光生载流子寿命可以通过材料复合等方法来延长[10-12]。其中，掺杂贵金属是一种常见而有效的方法，特定的金属元素可以作为光生电子的受体用来抑制电子空穴对的复合，明显提高光催化活性[13-15]。但这些金属的稀缺性严重限制了它们的大规模应用。近年来，MoS2作为一种二维材料被广泛关注[16-20]。MoS2结构中Mo原子与S原子以共价键结合，形成S-Mo-S 层状结构，相邻S-Mo-S 层间通过弱的范德华力结合。块状MoS2禁带宽度为1.2eV，为间接带隙，而单层或薄层的MoS2禁带宽度为1.8eV，且为直接带隙。随着MoS2厚度的变化其带隙也发生相应变化，使得MoS2的光学和光催化性能可以通过其厚度进行调制。Faglia 等[21]成功采用磁控溅射法在剥离得到的二维MoS2薄片上沉积了垂直排列的一维ZnO纳米棒，并对其光致发光（PL）特性进行了评估。Hsu 等[22]通过热蒸发法制备了MoS2/ZnO 异质结结构，通过其光电导和光响应特性研究了其载流子动力学衰减过程，研究指出MoS2/ZnO 异质结结构在光电器件方面有巨大的潜力。Krishnan 等[23]使用两步水热还原法得到了对Novacron red huntsman（NRH）和亚甲基蓝（MB）有良好光催化降解性能的MoS2/ZnO纳米复合材料。……