水熱制備納米MoS2及其光催化性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、光催化氧化技術可以利用光能有效降解廢水中的有機污染物,具有處理效率高、工藝設備簡單、操作條件易控制等優(yōu)點。針對當前工業(yè)使用的光催化材料只能響應紫外光進行催化反應,光能利用率不高的問題,本論文以具有可見光響應的窄帶隙材料 MoS2為研究對象,提高納米MoS2光催化性能為目標,通過簡單溫和的水熱法,并運用XRD、FESEM、HRTEM、UV-vis分光光度計、熱分析儀和Materials Studio軟件等多種現(xiàn)代測試分析方法,研究水熱溫度

2、、時間和前驅物S/Mo比對納米MoS2的晶體生長、微觀形貌以及光催化性能的影響,并深入討論花狀納米MoS2的生長機理、可見光催化機理和S/Mo比對花狀納米MoS2光催化性能的影響機制。
  晶體生長和微觀形貌研究結果表明,水熱溫度較低(160℃)或水熱時間較短(4 h)都不能有效形成花狀納米MoS2;反應溫度升高和時間延長產(chǎn)物納米MoS2的晶粒尺寸迅速增大;水熱條件下納米 MoS2具有較低的晶體動力學生長指數(shù)(n=1.9134)和

3、較低的表觀活化能(Q=50.462 kJ/mol),使其具有較高的晶體生長速率;220℃水熱反應24 h制備的產(chǎn)物 MoS2具有最大晶粒尺寸53 nm和完好的花狀結構(1~2 um)。
  硫過量時產(chǎn)物的結晶生長和形貌的研究結果表明,隨著S/Mo比值增大,產(chǎn)物MoS2更傾向于沿[002]晶向結晶生長,使具有光催化活性的{100}晶面的暴露量增大,表現(xiàn)為產(chǎn)物中組成花狀納米MoS2的薄片厚度逐漸增大,在S/Mo比為2.75和3的時候,

4、薄片厚度達到最大厚度30 nm。
  光催化實驗表明,隨著水熱溫度升高、水熱時間增加,產(chǎn)物的光催化效率均有不同程度的增加,在水熱條件為220℃24 h的時候產(chǎn)物具有較高的光催化效率91.29%;隨著S/Mo比的增大,產(chǎn)物的光催化效率先增高后稍降低,在比值為2.75時,產(chǎn)物具有最大光催化效率95.61%和最大反應速率常數(shù)k=3.833×10-2。
  光學測試及模擬結果表明,納米MoS2為能帶間隙1.5 eV的間接半導體,其層

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