CdS形貌可控制备及其可见光分解水产氢性能

以还原型谷胱甘肽(GSH)作为硫源和结构导向剂水热法“一壶”制备系列硫化镉(CdS)光催化材料,采用透射电镜(HRTEM)、场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外可见漫反射(UV-Vis)、荧光光谱(PL)、比表面分析仪(BET)和光解水产氢反应等对催化材料的微观表面结构、光吸收性能以及光催化性能进行了研究。结果表明：通过调节反应物的nCd/nS比和水热温度等参数可控的制备出分散性好的CdS实心纳米球(s-CdS)、空心纳米球(h-CdS)以及纳米棒(r-CdS)等不同微观形貌的光催化材料。对比研究了不同形貌光催化剂的光解水产氢的宏观性能,发现s-CdS产氢活性最高,h-Cd次之,r-CdS最差。这一结果可归结于构成实心球表面亚微晶的粒径相比其它形貌的小,导致电子-空穴对快速迁移至表面并与溶液反应,抑制体相复合,导致生成的氢气量大大的提高。     

微波水热法制备CdS单分散纳米球及其形貌控制

采用微波水热法,以醋酸镉(Cd(CH3COO)2.2H2O)为镉源,硫脲(CS(NH2)2)为硫源,制备出了具有单分散球形形貌的CdS纳米晶。应用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、能量色散谱仪(EDS)、高分辨透射电子显微镜(HR-TEM)、紫外可见吸收光谱(UV-Vis)等测试手段对样品的物相、形貌、元素组分及吸光性能进行了表征,并以罗丹明B溶液的降解脱色反应来考察了其的光催化活性。结果表明:随着S/Cd物质的量比(nS/nCd)逐渐增大,产物会出现由刺球链状向分散球形过渡的规律性变化。在一定的nS/nCd比的条件下可以合成出大小均匀、分散性较好的六方相CdS纳米球。样品对可见光有较强吸收,存在着一定的红移现象。在可见光照射下,硫化镉单分散纳米球具有更高的光催化活性。     

CdS/TiO2纳米管复合结构的制备与光电性能研究

利用阳极氧化法在钛金属基底表面制备一层TiO2纳米管阵列薄膜,然后通过水热反应在TiO2纳米管上负载CdS纳米粒子,形成CdS/TiO2纳米管的复合结构。利用SEM、XRD、XPS、UV-Vis等手段对其形貌和结构进行表征。进一步考察了CdS/TiO2纳米管的光电性能和光催化活性,结果表明,相比于TiO2纳米管,CdS/TiO2纳米管复合结构在紫外光和可见光下都具有更好的光催化活性及光电性能。     

CdS纳米粒子的表面修饰及其对光学性质的影响

用反胶束法合成了用表面活性剂分子磺基焉珀酸双－２－乙基已酯钠盐（ＡＯＴ）进行表面修饰的ＣｄＳ纳米粒子（记为ＣｄＳ／ＡＯＴ－ＳＯ３＾－）,研究了这种纳米粒子在正庚烷（ｈｅｐｔａｅ）和吡啶（Ｐｙ）溶剂中的荧肖及光解行为,发现其在正庚烷中荧光很强,而Ｐｙ却强烈地猝灭ＣｄＳ纳一子的荧光,用电荷转移猝灭机制进行了解释,这种解释为ＣｄＳ纳米粒子在Ｐｙ中光解实验进一步证实。     

钒钨酸盐-CdS纳米粒子复合膜的制备与电致变色性能

通过层-层自组装方法制备了由Dawson结构三钒取代型钨酸盐1-K₉P₂W₁₅V₃O₆₂·18H₂O(P₂W₁₅V₃)与CdS纳米粒子构筑的复合膜材料, 研究了CdS纳米粒子添加和复合膜层数对P₂W₁₅V₃多酸复合膜材料电致变色性能的影响. 采用UV, XRD, SEM和循环伏安等测试手段对复合材料的结构和性能进行了表征; 将电化学工作站和紫外-可见吸收光谱联用, 在-1.0~+1.0 V的电压范围内, 对不同层数、 有无CdS纳米粒子复合的的膜材料的电致变色性能进行研究. 研究结果表明, 20层的复合膜材料性能最佳, 光反差为38.05%, 着色时间为3.57 s, 褪色时间为6.94 s, 最大着色效率达到94.04 cm²/C, 实现了从无色、 蓝色到蓝紫色, 再到无色的可逆颜色变化, 相对于单独P₂W₁₅V₃膜, 光反差提高46.07%, 着色效率提高96.53%, 电致变色性能显著提高.     

富镉离子CdS量子点电化学发光法检测L-半脐氨酸

采用一锅法,通过控制镉硫比合成了表面富镉离子的硫化镉量子点,利用L-半胱氨酸可与量子点表面Cd2+结合,使量子点表面钝化,从而增强其电化学发光信号的性质,实现了对L-半胱氨酸的选择性检测.对合成的量子点进行了表征,优化了检测条件.在优化的条件下,L-半胱氨酸在5.0×10-9~1.0×10-5 mol/L浓度范围内与ECL信号呈良好的线性关系,检出限为1.2×10-9 mol/L(S/N=3).本方法对L-半胱氨酸具有良好的选择性,用于实际样品中L-半胱氨酸的测定,结果令人满意.     

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.     

一维Mn2+掺杂CdS纳米晶体的水热合成及其发光性能

用水热方法合成了一维Mn2 掺杂CdS纳米晶体.产品分别用SEM,EDS,XRD,TEM,HRTEM和PL等技术进行了表征.结果表明,掺杂Mn2 完全替代了CdS晶格中Cd2 的位置,产品具有较好的结晶性.荧光光谱中,CdS纳米晶体表面缺陷态的发射峰被完全抑制,只能观察到单一的Mn2 的发射峰.     

Current--voltage characteristics of an individual helical CdS nanowire rope

This paper studies the electronic transport in an individual helically twisted CdS nanowire rope, on which platinum microleads are attached by focused-ion beam deposition. The current-voltage （I - V） characteristics are nonlinear from 300 down to 60 K. Some step-like structures in the I - V curves and oscillation peaks in the differential conductance （dI/dV - V） curves have been observed even at room temperature. It proposes that the observed behaviour can be attributed to Coulomb-blockade transport in the one-dimensional CdS nanowires with diameters of 6-10 nm.