酞菁感光膜的光衰表面电位研究

自1970年IBM公司首先实现了复印机中采用有机光导材料的感光鼓以来,目前国外的复印机中已广泛采用有机光导材料。在激光印刷机和彩色复印机中几乎全部采用了有机感光鼓。因此,有机感光鼓的研制很有现实意义。     

负载型纳米CdS制备及催化分解水制氢的研究进展

硫化镉(CdS)是一种研究广泛的光催化剂,禁带能为2.4 eV,可以吸收波长小于520 nm的紫外和可见光,吸收波长范围宽,作为光催化剂具有较大的优势.纯CdS的光催化效率较低,在水溶液中易发生光腐蚀,致使催化寿命缩短,限制了CdS的应用.利用载体比表面积大,易于离子交换且有利于电子传递等优点,将纳米CdS制备成负载型催化剂,可以有效地提高CdS的光催化效率与稳定性,成为CdS改性的一种有效手段.本文综述了以SiO₂、Al₂O₃、MgO、分子筛、高分子材料、层状化合物及钙钛矿型复合氧化物等为载体,制备负载型纳米CdS光催化剂的方法及其在光催化分解水制氢中的应用.     

CdS/FeP复合光催化材料界面结构与性质的理论研究

构建同质异相或异质结构是提高光催化材料性能的有效途径之一,尤其是对于CdS这类具有光腐蚀的材料,这种方法还能起到提高光催化材料稳定性的作用。因此目前制备CdS基复合光催化材料得到了广泛的研究,但是目前对其中的一些基本问题和关键因素仍需要进一步探讨和解释。本文采用第一性原理方法对CdS/FeP复合光催化材料中异质结构的界面微观结构和性质进行深入研究。计算结果表明,由于在界面上部分悬挂键被饱和,界面模型呈现出与体相或表面模型不同的电子结构特征,并且有界面态的存在。在CdS/FeP异质结构的界面处,CdS和FeP的能带都相对向下移动,而且FeP的能带（费米能级）插入到CdS的导带下方;同时在界面达到平衡态之后,异质结构的内建电场由FeP层指向CdS层,因而能够实现光生电子-空穴对在CdS/FeP界面处的空间有效分离,这对于光催化性能的增强极其有利。此外,构建CdS/FeP异质结构也能够进一步增强CdS在可见光区的光吸收。本文研究结果为构建具有异质结构的高效复合光催化材料提供了机理解释和理论支持。     

吸附法制备CdS/HKLBT复合催化材料及其可见光制氢活性

采用吸附法制备了CdS和层状物的复合光催化材料CdS/HKLBT(吸附),并采用X射线衍射(XRD)、紫外-可见漫反射(DRS)、透射电子显微镜(TEM)等技术对其进行了表征和分析。实验对比了吸附法制备的复合材料与离子交换法制备材料活性差异,考察了CdS负载量对复合物制氢活性的影响.结果表明,表面复合也能明显提高CdS的可见光制氢活性,当CdS复合量为15%(质量分数)时活性最高,达到532μmol/h,与离子交换法制备的光催化剂的产氢速率接近;而过多CdS的负载造成载流子迁移的障碍,从而不利于活性的提高.     

溶剂热法合成CdS纳米晶及其光学性质研究

以硫脲和醋酸镉为原料,采用溶剂热法在不同的反应介质和温度下合成了CdS纳米晶,比较了单胺与双胺对合成CdS纳米晶形貌的影响。采用透射电镜(TEM)、X射线粉末衍射仪(XRD)和荧光分光光度计(PL)对合成的CdS纳米晶结构和光学性能进行表征。结果表明:反应温度和反应介质对其形貌有影响,在双胺的条件下,60℃时合成了纯相的六方相CdS纳米棒;双胺条件下更易生成纳米棒,且高温下晶体的结晶性更好。PL分析表明,水(溶剂)热法制备的CdS的荧光光谱图与大多数CdS类似,均在440~480 nm和550 nm处存在发射峰,但较宽的发射峰蓝移说明材料的光学性质受到材料形貌和制备方法的影响。     

聚合物-二氧化硅复合基材中CdS纳米晶的合成

本文报道在Sol-gel基材中制备由聚合物稳定的CdS纳米晶的新方法， 即通过甲基丙烯酸镉与甲基丙烯酸羟乙酯共聚合合成了含有Cd 2+的聚合物微凝胶, 在聚合物微凝胶网络中原位聚合正硅酸乙酯形成聚合物互穿的Sol-gel复合基材. 再向该聚合物/二氧化硅复合基材中通入H2S气体得到CdS纳米晶. 在聚合物网络中原位聚合正硅酸乙酯可以降低纯二氧化硅材料的脆性; 另一方面, 二氧化硅可以作为增强剂增加聚合物材料的强度. 因此, 在我们合成的聚合物/二氧化硅复合基材中制备的CdS纳米晶将具有很好的应用前景.     

前言

有机材料通常被认为是绝缘体,但是自从20世纪50年代发现有机色素的半导体特性以来,有机半导体材料的相关研究逐渐兴起.1963年,纽约大学的Pope等利用蒽单晶制备了单层有机电致发光器件,但是起亮电压高,器件性能很差;1970年,美国IBM公司首先将有机光导材料（聚乙烯咔唑/三硝基芴酮）用于复印机的感光鼓,实现了有机半导体材料最早的应用;1987年,     

CdS/BiVO4复合半导体制备及其光催化性能

采用水热法以BiVO_4纳米片为基体原位生长CdS晶体,得到CdS/BiVO_4复合光催化剂,利用XRD、SEM、UV-Vis DRS等方法对材料进行了表征,通过降解亚甲基蓝对样品的光催化性能进行评价。结果表明,BiVO_4为方形片状颗粒,其表面附着棒状CdS纳米颗粒,分散较好。CdS/BiVO_4复合光催化剂表现出较高的光催化活性,在可见光照射下,利用CdS/BiVO_4光催化降解亚甲基蓝,60 min后的降解率达94.79%,相比于纯相BiVO_4和CdS有显著提高,且对多种有机染料均有良好的降解效果,重复使用性较好。机理研究发现,超氧自由基(·O_2~-)是CdS/BiVO_4光催化降解亚甲基蓝的主要活性物种。     

硫化锌镉基质荧光粉灼烧时的相变

CdS和ZnS相似,都有立方和六方两种结构。ZnS在低于102℃时立方型稳定,高温稳定相是六方型;CdS从立方转变为六方构型的温度约在600℃左右。 CdS-ZnS固熔体由于在光电和荧光材料等方面有广泛的应用,而引起人们的兴趣,但是由于制备方法和条件的差异,常有不同的结果。过去的工作表明,在灼烧中,导电性材料In_2O_3不影响固熔体的结构,同时(Cd_xZn_(1-x))S:Ag/In_2O_3的低压荧光光谱随着CdS与ZnS比例的变化而变化。本文继续研究这种光谱与荧光基质CdS-ZnS固熔体晶格参     

0D/1D碳点修饰硫化镉纳米线异质结增强可见光光催化性能（英文）

硫化镉(CdS)作为一种对可见光响应的窄带隙半导体(带隙宽度约为2.4 eV),具有合适的能带位置,近年来受到越来越多的重视.然而在光催化过程中,光生电子与空穴的快速复合极大地限制了CdS的实际应用,如何提高光生电子-空穴对的分离效率成为研究重点.一维CdS纳米棒(1D CdS NWs)具有较大的长径比,能快速有效地转移光生载流子.零维碳点(0D C-dots)是一种粒径在10 nm以下的新型纳米碳材料,其作为助催化剂能够加快光生载流子传递速率,可提高材料光催化性能.因此,通过C-dots对CdS NWs进行修饰并形成异质结,利用C-dots助催化剂的作用以提升CdS NWs的光催化性能,具有一定的可行性.本文成功构建了一种0D/1D碳点修饰CdS NWs异质结(C-dots/CdS NWs),并考察其光催化性能.通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱等技术对系列C-dots/CdS NWs样品进行表征.研究发现,C-dots成功负载在CdS NWs的表面并形成异质结.通过测试系列样品在可见光照射下光催化降解罗丹明B(RhB)以及光催化产氢性能发现,C-dots的修饰能够有效增强CdS NWs的光催化性能,其中0.4%C-dots/CdS NWs表现出最佳的光催化降解RhB活性,其经可见光照射60 min即可实现对RhB的完全降解(相同条件下CdS NWs需要180 min).同时自由基捕获实验表明,·O_2~–是降解罗丹明B过程中的主要活性基团.在光催化产氢性能测试中,0.4%C-dots/CdS NWs样品表现出最高的光催化产氢能力,产氢速率可达1633.9μmol g~(-1) h~(-1),比纯CdS的(196.9μmol g~(-1) h~(-1))提高了8.3倍,并且C-dots/CdS NWs具有良好的稳定性.研究发现,在可见光照射下,C-dots/CdS NWs能够产生较强的光生电流,且形成的0D/1D C-dots/CdS NWs异质结具有良好的电子传输能力,实现了C-dots/CdS NWs光生电子与空穴的有效分离,从而增强了光催化性能.     

ZnS-CdS/SiO_2复合效应对光吸收及光催化性能的影响

用等体积浸渍法制备了一系列ZnS-CdS/SiO2复合半导体硫化物,采用XRD、TPR、UV-vis DRS和连续流动光催化反应对半导体材料的表面结构、能带结构、光吸收性能以及光催化反应性能进行了研究.结果表明:ZnS和CdS在载体表面发生复合作用,形成了CdxZn1-xS复合物,这种复合作用与焙烧温度以及ZnS/CdS比例有关,当煅烧温度为450℃且ZnS/CdS=1时,复合作用最强;ZnS和CdS间的复合效应对半导体材料的能带结构、吸光性能以及光催化性能产生了影响.复合作用越强其光催化CO2和CH4反应性能越高.     

CdS/石墨烯复合材料的制备及其可见光催化分解水产氢性能

以氧化石墨烯和CdS为原料, 在乙醇水溶液中采用CdS光催化还原法制备了CdS/石墨烯复合光催化材料, 并用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)和瞬态光电流等技术对复合材料的结构和光电性能进行了表征. 可见光照射下(λ≥420 nm), 研究了该复合材料光催化分解水产氢的性能. 结果表明, 可见光照射下CdS的光生电子可有效地还原氧化石墨烯, 得到CdS与石墨烯之间具有强相互作用力的CdS/石墨烯复合材料. 与CdS相比, 复合材料中石墨烯作为良好的电子受体和传递介质, 可明显加快CdS光生电子的迁移速率, 提高光生载流子的分离效率, 从而增强复合材料的光电性能和光催化分解水产氢的活性.     

一种新的电化学方法制备CdS纳米线阵列

用一种新的电化学方法在多孔氧化铝模板中制备了CdS纳米线阵列体系,并用XRD、TEM对样品进行表征,结果显示CdS纳米线为立方相和六方相的多晶混合结构,对沉积机理进行了讨论.荧光光谱测量显示CdS纳米线阵列体系有三个强的紫外发光带和一个黄绿发光带.该文所使用的方法可以用来在氧化铝模板中制备其它材料的纳米线阵列体系.     

CdS基光催化材料的研究进展

CdS因其具有较窄的带隙宽度、合适的能带位置和宽范围的可见光吸收等特点被广泛应用于可见光催化领域,然而CdS材料应用于实际生产仍然十分困难,纯的CdS光生载流子复合快、活性位点少、光腐蚀严重等问题亟待解决。本文总结了近几年具有优异光催化性能的CdS基复合材料设计案例,阐述了催化剂改性的原理,主要以加速电荷转移、提升电荷分离效率、产生更多的光生载流子为改性策略,并结合实际研究着重分类讨论了设计不同种类的异质结（如p-n型异质结、肖特基结、Z型异质结）、构建同质结和缺陷工程等手段应用于CdS基光催化剂的改性。最后对未来CdS基光催化剂的研究方向和可能面临的挑战做出了展望,以期望CdS基光催化剂广泛应用于实际生产生活中。     

Q-CdS/聚合物纳米复合膜的制备与荧光性能

采用配位化学合成原理 ,分离制备出颗粒尺寸小于 10nm的单分散性的Q态CdS(Q CdS)纳米粒子 ,将Q CdS纳米粒子与聚合物复合成膜 ,制备出一系列Q CdS 聚合物纳米复合膜 .用紫外可见吸收光谱与透射电镜研究了纳米复合膜的量子尺寸效应和分散性 .通过荧光光谱探讨了不同聚合物基体材料和不同Q CdS含量的纳米复合膜的荧光发光性能 .结果表明 ,一方面这种以聚合物为基体的纳米复合膜 ,由于聚合物与Q CdS之间的相互作用 ,使纳米复合膜表现出与单一相组分完全不同的特征荧光发射峰 ;另一方面 ,随着纳米复合膜中Q CdS含量的不断增大 ,纳米复合膜的荧光强度不断增强 ,在一定浓度时达到最大值 .     

溶胶凝胶法制备CdS/SiO2量子点玻璃的研究

通过溶胶凝胶转变过程制备了硫化镉／二氧化硅量子点复合玻璃材料（硫化镉在复合材料中的最大掺杂质量比可达到30％）；并针对两种催化剂对复合体系的不同影响对这一类体系的物理化学性质进行了较为系统的研究．复合体系的溶胶凝胶转变点可通过对复合溶胶粘度随时间变化的观测而确定．TEM法与低频Raman散射法的测定表明实验制备的样品中CdS颗粒基本为nm级的球形粒子。其CdS颗粒粒径随CdS含量增加而增大。随CdS／SiO2量子点玻璃材料中CdS颗粒粒径的减小，其吸收光谱中的吸收边界与常规尺寸颗粒的吸收光谱边界相比有明显的蓝移，体现出显著的量子效应．适宜的热处理过程对复合材料中CdS颗粒粒径的减小和量子效应的增强起着有利的作用．     

利用地球上丰富的炭黑和NiS_2双助催化剂修饰提高CdS纳米片体系的可见光产氢活性(英文)

光催化产氢技术是目前解决能源和环境问题的最有潜力的方法之一,因此制备安全高效的光催化剂已成为目前的研究热点.在目前研究的各种光催化剂中,CdS光催化剂因为具有较窄的带隙(2.4 eV)和合适的导带位置,所以在可见光催化产氢领域受到广泛关注.然而,光生电子/空穴对易复合和光腐蚀作用极大地限制了CdS光催化剂的放大应用.因此,人们采用众多改性策略以提高CdS光催化剂的可见光产氢活性,其中构建CdS纳米结构和负载助催化剂被认为是最有效的方式.构建CdS纳米结构既可以缩短载流子的迁移路径,也可以减少CdS晶体中的缺陷.很多不同纳米结构的CdS光催化剂已经被开发,例如纳米线、纳米颗粒和纳米棒等.因为制备过程极为复杂繁琐,所以CdS纳米片的研究鲜见报道.本文采用乙酸鎘和硫脲为原材料,通过简单的溶剂热法合成了CdS纳米片.在CdS的各类助催化剂中,由于常用的Pt,Ag和Au等贵金属的高成本和低储量等问题严重限制了它们的实际应用,所以近年来众多非贵金属助催化剂(例如MoS_2,WS2,NiS,NiO和WC等)得到了广泛关注.由于非贵金属助催化剂存在弱电导率和低功函数等问题,影响了对光生电子的收集和利用.纳米碳材料具有极高的电导率、强可见光吸收、有效的载流子分离和较多的反应位点等优点,因此组合纳米碳材料和非贵金属助催化剂被认为是一种有效的解决方案.本文首次采用炭黑和NiS_2作为双助催化剂改性CdS纳米片,通过简单的溶剂热/沉淀两步法成功合成了廉价高效的CdS/CB/NiS_2三元光催化体系.光催化产氢性能测试表明,CdS-0.5%CB-1%NiS_2展现出最高的光催化效率(166.7μmol h~(-1)),分别是CdS NSs和CdS-1.0%NiS_2的5.16和1.87倍.X射线衍射、高分辨电子显微镜和X射线光电子能谱结果证实了CdS催化剂的片状结构,且炭黑和NiS_2成功负载在CdS纳米片表面.紫外-可见漫反射结果表明,随着炭黑和NiS_2的负载,复合催化剂的吸收边缘产生明显的红移,且对可见光的吸收增强.荧光光谱、阻抗和瞬态光电流曲线测试结果证明,炭黑和NiS_2的加入可以有效地促进光生电子/空穴对分离.极化曲线结果表明,加入炭黑和NiS_2可以降低CdS的产氢过电势,因此加速表面产氢动力学.总之,炭黑和NiS_2之间显著的协同效应极大地提高了可见光吸收,促进光生电子/空穴对分离,加速表面产氢动力学,最终得到了三元光催化体系极高的光催化产氢活性.     

CdTe/CdS共敏化TiO2电极材料的制备与光电性能

将电沉积法和化学浴沉积法结合,分别将CdTe和CdS量子点纳米晶材料引入到TiO_2纳米管阵列上制备CdTe/CdS量子点共敏化TiO_2光电极。利用扫描电镜、X射线衍射和X射线能量色散光谱等测试手段对所得样品的形貌、晶型和组分进行表征。在模拟太阳光照射条件下,通过电化学工作站测试其光电化学性能。研究结果表明,相对于单一量子点敏化CdS/TiO_2和CdTe/TiO_2光电极而言,共敏化CdTe/CdS/TiO_2光电极表现出更好的光电转化性能,短路电流密度和光电转换效率分别可以达到3.1 m A·cm~(-2)和1.85%。此外,采用电化学阻抗测试技术对材料性能提升的原因进行深入的探究。     

一维CdS/TiO2纳米材料的制备及其光催化性能

采用含有氯化镉和硫脲的钛溶胶对钛酸纳米管载体进行修饰,再经焙烧制得不同CdS含量的一维CdS/TiO2纳米材料.运用X射线衍射、透射电子显微镜、N2吸附-脱附、紫外-可见光谱和X射线光电子能谱等手段表征了材料的结构和性质,并考察了CdS/TiO2样品在紫外光及模拟日光条件下光催化降解甲基橙溶液的活性.结果表明,经高温焙...     

Cu负载TiO_2及其CdS复合物的光解水性能

光解水制氢技术是解决能源环境问题的重要手段.本研究通过负载非贵金属Cu于TiO_2表面,提高光催化活性,并与CdS进行复合从而获得高活性的可见光催化材料.利用X射线衍射、紫外-可见漫反射和高分辨透射电镜手段表征了Cu的物种、催化材料的光吸收性能及复合物的形貌和复合状态.活性测试显示Cu的负载可以显著提高TiO_2的光催化活性,当Cu负载量为2%(质量分数)时光催化活性产氢最高,为未负载的29倍.Cu/TiO_2与CdS复合后,CdS的电子可以快速的传递到TiO_2表面的Cu上,从而达到电子和空穴的分离,提高了CdS在可见光下的产氢活性.