半导体硫化物是一种新颖的半导体材料,具有合适的带隙、良好的化学稳定性、低毒性和价格低廉等性能,近年来受到学者的广泛关注。同时,半导体硫化物具有良好的吸收可见光和近红外光的能力,因此可以作为一种很有前途的可见光光催化剂和宽带隙半导体的敏化剂。单一硫化物的光催化性能并不理想,这是由于在光照下分离的光生电子和空穴没能及时转移,复合率高,大大降低了光催化性能。为了有效的提高可见光的光催化性能,将P型半导体材料和N型半导体硫化物通过复合形成异质结构,使光生电子和空穴有效地转移,降低了光生载流子的复合效率,这是目前解决单一催化剂性能较差的最有效方法。论文中采用P型半导体与N型半导体复合形成SnO2-MoS2和CuS-SnS2的复合物,通过复合改性实现复合结构中两种单质材料的优势互补,从而拓展其在光学、半导体材料以及光催化等领域中的应用。研究的主要内容和结论如下:1)采用简单的一步水热法合成SnO2-MoS2复合异质结构。通过XRD、XPS、SEM、(HR)TEM和拉曼光谱等测试对样品的纳米结构、元素组成和微观形貌进行了表征。复合样品的光催化性能是通过对亚甲蓝(MB)和罗丹明B(RhB)两种染料的降解来判断的。在可见光照射下,所有复合样品的光催化性能均优于纯MoS2或SnO2,其中60%的SnO2-MoS2具有最好的光催化性能,最大的有机物降解率,同时,具有良好的可重复使用性。SnO2-MoS2异质结构高效的光催化活性是由于其复合结构具有较高的比表面积和增强的可见光吸收,有效地改善了电子空穴对的分离。2)以SnS2纳米片为载体,与不同含量的CuS纳米粒子复合形成CuS-SnS2复合异质结构。通过XRD、XPS、拉曼、紫外漫反射能谱以及降解多种有机物等测试手段对实验样品进行结构表征和光催化性能分析并探讨结构和性能之间的关联。实验结果表明二者的复合明显改善了原有的基本形貌特征,导致复合结构在可见光下的光催化性能有明显提升,其中10%CuS-SnS2复合物具有最好的降解有机物MB和RhB的能力同时具有很好的可重复性。这项研究提供了一种CuS和SnS2复合结构的合成方法,并证明了复合结构能够有效的提升可见光的光催化性能。以上研究表明通过水热法将P型半导体和N型半导的硫化物材料合成异质结构改善光催化性能是可行的,复合物在结构上有明显改善,光催化降解有机物性能也有显著提升。这将为MoS2、SnS2等硫化物半导体在光催化、材料学和环境治理等方向的应用提供了参考,为光催化降解有机物用于环境治理开拓了视野。图[25]表[5]参[153]