石墨烯基金屬硫化物復(fù)合光催化材料

第1章半導(dǎo)體光催化基礎(chǔ)1
1.1引言1
1.2半導(dǎo)體光催化劑與光催化原理2
1.2.1半導(dǎo)體光催化劑2
1.2.2半導(dǎo)體光催化原理2
1.2.3光催化活性點(diǎn)5
1.2.4光催化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)9
1.2.5光催化反應(yīng)的降解速率10
1.3影響半導(dǎo)體光催化活性的因素10
1.3.1帶隙位置10
1.3.2光致電子-空穴對(duì)的分離和捕獲11
1.3.3晶相結(jié)構(gòu)12
1.3.4晶相缺陷12
1.3.5比表面積13
1.3.6粒徑尺寸13
1.4半導(dǎo)體光催化劑的改性14
1.4.1能帶結(jié)構(gòu)的改性14
1.4.2構(gòu)建復(fù)合半導(dǎo)體16
1.5半導(dǎo)體光催化劑的表征方法18
1.5.1結(jié)構(gòu)分析19
1.5.2形貌分析22
1.5.3光學(xué)性質(zhì)分析23
1.5.4表面與界面性能分析25
1.5.5光催化性能分析27
參考文獻(xiàn)28
第2章Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物光催化劑35
2.1引言35
2.2Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物晶體結(jié)構(gòu)36
2.3Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物的特性37
2.4Ⅱ-Ⅵ族金屬硫化物制備方法38
2.4.1溶膠-凝膠法38
2.4.2沉淀法39
2.4.3微乳液法40
2.4.4模板合成法40
2.4.5水熱/溶劑熱法40
2.4.6其他合成法41
2.5典型Ⅱ-Ⅵ金屬硫化物光催化劑42
2.5.1ZnS光催化劑42
2.5.2CdS光催化劑44
2.5.3Cd1-xZnxS（或ZnxCd1-xS）光催化劑46
參考文獻(xiàn)49
第3章石墨烯與石墨烯基半導(dǎo)體催化劑56
3.1引言56
3.2石墨烯57
3.2.1石墨烯的形貌與結(jié)構(gòu)58
3.2.2石墨烯的性質(zhì)60
3.2.3石墨烯的制備方法64
3.2.4石墨烯的應(yīng)用67
3.3氧化石墨烯68
3.3.1氧化石墨烯的制備69
3.3.2氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)69
3.4還原氧化石墨烯70
3.4.1還原氧化石墨烯的制備70
3.4.2還原氧化石墨烯的結(jié)構(gòu)71
3.4.3還原氧化石墨烯的性質(zhì)71
3.5石墨烯基半導(dǎo)體復(fù)合光催化劑73
3.5.1石墨烯基半導(dǎo)體復(fù)合光催化劑的制備73
3.5.2石墨烯基半導(dǎo)體復(fù)合光催化劑的催化增強(qiáng)基本原理78
參考文獻(xiàn)81
第4章 可見光響應(yīng)的還原氧化石墨烯/硫化鎘光催化劑90
4.1引言90
4.2RGO/CdS復(fù)合材料的制備91
4.2.1氧化石墨烯(GO)的制備91
4.2.2CdS和RGO/CdS復(fù)合材料的制備92
4.2.3RGO/CdS復(fù)合材料的形成機(jī)理93
4.3RGO/CdS復(fù)合材料的表征與性質(zhì)93
4.3.1結(jié)構(gòu)及形貌的表征93
4.3.2化學(xué)鍵態(tài)96
4.3.3光學(xué)性質(zhì)98
4.4RGO/CdS復(fù)合材料的光催化性質(zhì)100
4.4.1光催化降解反應(yīng)過程100
4.4.2光催化降解性質(zhì)100
4.4.3光催化穩(wěn)定性101
4.4.4對(duì)亞甲基藍(lán)(MB)的礦化性質(zhì)101
4.5RGO/CdS復(fù)合材料光催化降解活性增強(qiáng)機(jī)理103
參考文獻(xiàn)104
第5章紫外光響應(yīng)的還原氧化石墨烯/硫化鋅光催化劑107
5.1引言107
5.2RGO/ZnS復(fù)合材料的制備108
5.2.1氧化石墨烯(GO)的制備109
5.2.2RGO/ZnS復(fù)合材料的制備109
5.3RGO/ZnS復(fù)合材料的表征和性質(zhì)110
5.3.1結(jié)構(gòu)、形貌及化學(xué)組成110
5.3.2化學(xué)鍵態(tài)113
5.3.3光學(xué)性質(zhì)115
5.4RGO/ZnS復(fù)合材料的光催化性能117
5.4.1光催化降解反應(yīng)過程117
5.4.2光催化降解性能117
5.4.3光催化降解動(dòng)力學(xué)反應(yīng)119
5.4.4光催化穩(wěn)定性120
參考文獻(xiàn)121
第6章可見光響應(yīng)的ZnxCd1-xS/石墨烯光催化劑124
6.1引言124
6.2ZnxCd1-xS/RGO復(fù)合材料的制備125
6.2.1氧化石墨烯（GO）的制備125
6.2.2ZnxCd1-xS/RGO復(fù)合材料的制備126
6.3ZnxCd1-xS/RGO復(fù)合材料的表征和性質(zhì)127
6.3.1結(jié)構(gòu)、形貌和化學(xué)組成127
6.3.2化學(xué)鍵態(tài)131
6.3.3光學(xué)性質(zhì)133
6.4ZnxCd1-xS/RGO復(fù)合材料的光催化性質(zhì)135
6.4.1光催化活性測試135
6.4.2光催化降解活性135
6.4.3光催化降解動(dòng)力學(xué)137
6.4.4光催化降解礦化性138
6.4.5光催化降解穩(wěn)定性139
6.5ZnxCd1-xS/RGO復(fù)合材料的電化學(xué)性質(zhì)140
6.5.1電化學(xué)性能測試140
6.5.2電化學(xué)莫特-肖特基（Mott-Sckottky）曲線141
6.5.3電化學(xué)阻抗譜(EIS)142
6.6ZnxCd1-xS/RGO復(fù)合材料的光催化活性增強(qiáng)機(jī)理143
參考文獻(xiàn)144
第7章應(yīng)用與展望149
7.1引言149
7.2石墨烯基半導(dǎo)體光催化劑的應(yīng)用150
7.2.1光催化降解有機(jī)污染物150
7.2.2光催化水分解制氫155
7.2.3光催化還原CO2158
7.2.4光催化滅菌161
7.2.5其他應(yīng)用161
7.3石墨烯基半導(dǎo)體光催化劑的展望162
參考文獻(xiàn)163