微波水热法合成CdS纳米片在材料创新实验教学中的研究

代 凯，杨 辉，徐美彦，张金锋

（淮北师范大学 物理与电子信息学院，安徽 淮北235000）

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当今，工业化和城市化发展导致全球能源短缺以及大量有毒有害化学污染物被释放到周围的环境中.如何采用新的绿色环保技术来解决上述能源和环境危机成为研究热点.其中太阳能半导体光催化技术被认为是彻底解决上述问题的重要方法［1-2］.一方面，半导体光催化技术可以利用太阳能生产许多有价值的化学燃料，如光催化分解水制氢和二氧化碳转化为碳氢化合物.另一方面，能够利用太阳光处理净化环境.但是半导体光催化技术存在效率不高，成本较大和载流子寿命较短等问题.如何使光催化材料的效率最大化增强激发光的吸收，减少光生载流子的复合依赖于光催化材料的特性，如带隙和晶体结构［3-4］.目前常规使用的均是带隙较宽的光催化材料，如二氧化钛，氧化锌等.由于其具有很宽的带隙为3.2 eV，它只能被低于387 nm的紫外线激发，而这些紫外线只占太阳光总能量的3%～5%.因此，其有效太阳能利用率十分低下.相反，如果半导体比较窄（Eg＜3.0 eV），它能吸收可见光，大大提高太阳能利用效率.

金属硫化物具有窄带隙且导带位置合适，是优良的可见光响应光催化材料.其中的硫化镉（CdS）材料是一种典型的Ⅱ-Ⅵ族半导体化合物［5-6］，其禁带宽度为2.4～2.6 eV，因此该材料具有优异的可见光吸收性能，另一方面，它具有较强的光生空穴和电子的迁移能力，达到很好的分离效果，延……