【摘 要】
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硫化铜作为一种非常重要的半导体材料,在材料化学领域收到了越来越多的关注。因其具有独特的物理化学性质及实际应用领域中的巨大研究价值,从而引起了人们极大的兴趣。铜的硫化
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硫化铜作为一种非常重要的半导体材料,在材料化学领域收到了越来越多的关注。因其具有独特的物理化学性质及实际应用领域中的巨大研究价值,从而引起了人们极大的兴趣。铜的硫化物由于存在化学计量组成、化合价态、晶体形貌及结构的诸多变化,更是成为人们研究的热点。硫化铜的形貌以及颗粒大小是影响其光、电、磁等性质以及催化性能的主要因素。然而不仅要在结构、形态以及尺寸上进行随意调控,而且还要求制备出性能优异的金属硫化物是非常困难的。目前,科学家们一直致力于对其组成、结构、形貌、尺寸、取向、排布等的控制,以使得制备出的材料具备各种预期或特殊的物理或化学性质。
本文将溶剂热法与模板法结合起来制各硫化铜材料。在溶剂热条件下,研究不同模板对硫化铜形貌的影响,揭示其催化性能的影响。这对优选模板剂和指导具有相似结构材料的合成具有很重要的意义。以乙二醇作为溶剂和还原剂,分别以PVP、CTAB、花醌、烟叶提取液、蓝藻、山药乳液以及茜红素色素作为模板剂,制备硫化铜材料。经X-射线衍射(XRD)分析、扫描电镜(SEM)表征,结果发现不同模板剂均合成出了纯的CuS,但模板剂的种类却在很大程度上影响合成的CuS的微观形貌。将不同模板合成的硫化铜催化剂应用到光催化降解染料的领域。通过紫外-可见光漫反射光谱(UV-vis)进行表征,比较不同催化剂的催化性能。实验结果显示:与无模板合成的CuS对比,唯有蓝藻为模板剂合成的CuS催化剂加强了可见光光催化活性。不同模板合成的硫化铜催化剂进行催化聚合有机硅烷(十八烷基硅烷)、以及光催化产氢实验,从而考察催化剂形貌对催化反应的影响。结果显示以花醌为模板剂合成的CuS是催化聚合这种硅烷的有效催化剂,而以PVP为模板剂合成的CuS表现出优异的产氢效果。通过筛选不同形貌的硫化铜进行灭菌实验,发现材料的特殊形貌表出特别的杀菌功能。实验结果显示:使用相同的方法以不同模板剂合成催化剂,得到了不同形貌的材料,其催化活性也不一样,说明模板法进行形貌调控从而提高其催化性能是可行的。
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