1、南京林业大学课程设计南京林业大学课程设计论文开题报告课 题：多孔CdS/TiO2复合光催化剂的制备及性能研究姓 名： 徐长江学 号： 080407220所在院系： 理学院 指导教师： 刘福生 2012年2月20日1课题名称多孔 CdS/TiO2 复合光催化剂的制备及性能研究2课题依据2.1光催化进展20 世纪以来，人类在享受迅速发展的科技所带来的舒适和方便的同时，也 品尝着盲目和短视造成的生存环境不断恶化的苦果。从震惊世界的 “八大公害事 件”到近年来发现的全球变暖、臭氧层破坏和生物多样性的消失，这些都是环境 恶化的直接后果， 环境恶化影响的范围也从区域性扩大至全球性， 甚至开始威胁 人类的生
2、存和发展。因此，防治污染，保护环境，实现可持续发展是全人类的迫 切愿望和共同心声 1 。在各种环境污染中， 最普遍、 最主要和影响最大的是化学污染。 目前使用的 具有代表性的化学污染处理方法主要有： 物理吸附法、化学氧化法、 微生物处理 法和高温焚烧法，这些方法对环境的保护和治理起了重大作用， 但是这些技术 不同程度地存在着或效率低， 不能彻底将污染物无害化， 易产生二次污染； 或使 用范围窄，仅适合特定的污染物；或能耗高，不适合大规模推广等方面的缺陷。 因而，开发高效、 低能耗、 适用范围广和有深度氧化能力的化学污染物清除技术 一直是环保技术追求的目标。 光催化技术就是在这样的背景下从 20
3、世纪 70年代 逐步发展起来的一门新兴环保技术， 它利用半导体氧化物材料在光照下表面能受 激活化的特性， 利用光能可有效地氧化分解有机物、 还原重金属离子、 杀灭细菌 和消除异味。 由于光催化技术可利用太阳能在室温下发生反应， 比较经济；光催 化剂 TiO2 自身无毒、无害、无腐蚀性，可反复使用；可将有机污染物完全矿化 成 H2O 和无机离子，无二次污染，所以有着传统的高温、常规催化技术及吸附 技术无法比拟的优势，是一种具有广阔应用前景的绿色环境治理技术。光催化氧化是一种新型的水处理技术， 它不仅在常温常压下可以进行， 还有 下列优点： (1)能耗低，反应条件温和，在紫外光照射下就能发生； (
4、2)反应速度 快，有机污染物可在几分钟到数小时内完全被破坏； (3)有机物可被矿化为 CO2 和H20，消除二次污染，是现代生产的清洁工艺，并可以利用清洁能源太阳能， 是一种较有发展前途的水处理新技术。2.2光催化原理半导体的光催化技术以能带理论为基础。原子和分子轨道具有电子的最高能级叫价带（vale nee ba nd,简称 VB），未充有电子的最低能级叫导带 （con duction band,简称CB），导带（CB）与价带（VB）间的能级差叫禁带宽度（带隙能）。半导 体的光吸收阈值（&）与带隙能（Eg）存在下述关系式：乃（nm） = 1240 / Eg （ eV ）当半导体催化剂表面吸收
5、具有一定能量的光子时， 其颗粒的表面可以形成电子-空穴对，从而形成了一个强大的氧化还原氛围，使得周围的化合物发生氧化 还原反应，而其本身并不参加反应3。图llTiO光催化降解污染物的机理TiO2属N型半导体，锐钛矿相TiO2在pH=1时的禁带宽度为3.2eV,光催化 所需入射光最大波长为387nm。当紫外光（hv 3.2ev即波长小于约387nm的紫 外光）照射到半导体TiO2微粒，其价带电子（e-）被激发，跃迁到导带，同时在 价带上产生相应的空穴（h+ ），形成光生电子一空穴对，由于半导体催化剂粒子 中存在大量的缺陷和悬键，这些缺陷和悬键能捕获电子和空穴并阻止电子和空穴 的重新复合，电子与空
6、穴有效地分离并迁移到 TiO2颗粒表面的不同位置。光生空穴有很强的得电子能力，可以将吸附在 TiO2颗粒表面的OH-和H2O氧化成羟 基自由基（OH）。此外，某些有机物的氧化位能较 Ti02的价带电位更负一些， 这样的有机物甚至可以直接被光生空穴氧化。2.3 光催化剂的改性Ti02光催化氧化作为一种新的水处理技术具有能耗低、反应条件温和、操作 简便、可减少二次污染等优点，但同时也存在一些问题制约着 TiO2 光催化剂大 规模的工业应用： （1）光生电子和空穴复合率高，光量子效率较低； （2）光谱响应 范围窄：锐钛型Ti02只能吸收387nm波长的太阳光，只占太阳光光谱总能量的 3 %5%。对太
7、阳光有效利用率低；（3）保持高活性并将其均匀负载比较困难。针对上述不足，于是出现了大量关于通过化学或物理的手段改性 Ti02光催化剂方法。从光催化机理看，物质的降解速率必然与光生空穴和电子的浓度有关， 减少空穴 -电子复合几率是提高光催化效率与量子效率的主要途径。目前，比较 普遍的是加入氧化剂以俘获导带电子，或通过改性提高半导体自身的光催化性 能。目前改性修饰Ti02催化剂方法有离子注入、掺杂、敏化等 。2.3.1离子注入过渡金属离子注入是一种对 Ti02 改性的有效方法，使用这种方法能够避免 化学掺杂方法中带入其他离子产生干扰的缺点， 并且具有选择掺杂金属方便、 掺 杂量精确可控和注入深度可
8、根据需要作出调整等优点。Yamashita等对Ti02进行了 V，Cr，Mn，Fe，Co，Ni， Cu等元素的离子注 入，实验结果表明过渡金属离子注入可以显著改善 Ti02的紫外-可见光谱，使紫 外-可见光谱的吸收边向可见光方向发生较大的红移。在过渡金属中， V+注入对Ti02光谱红移改进最为显著。叶茂等5，在Ti02薄膜表面注入Cr离子以提高Ti02薄膜在可见光条件下的 光催化能力，通过对薄膜紫外可见光谱的测试，表明注入并退火处理后的 Ti02 薄膜光学带隙减小。以甲基橙为降解物的光催化试验表明， Cr离子注量 为1 X1016cm-2时，薄膜在可见光下的光催化能力最佳。2.3.2掺杂非金属
9、元素的掺杂一般是用非金属元素取代 Ti02 中的部分氧，形成TiO2-xAx（A代表非金属元素）晶体，由于0的2p轨道和非金属中能级与其能量接近的 p 轨道杂化后使价带宽化，禁带宽度会相应减小，从而拓宽了 TiO2 的光响应范围。江宏富等，以NH4F为掺杂剂，制备F掺杂型TiO2光催化剂，结果表明： F离子在TiO2晶格中的存在能抑制金红石相的生成和光生电子与空穴的复合 ；同时F离子掺杂增加了 TiO2表面缺陷浓度并降低了 Ti2P键的结合能，这些均有利 于TiO2的光催化反应 另外，F离子掺杂降低了 TiO2表面羟基氧浓度，这不利于 TiO2的光催化反应。以上因素共同决定了 F离子掺杂TiO
10、2的光催化活性，相对于纯TiO2,其光催化性能提高了近1.5倍。刘守新等7，制备了 N掺杂TiO2（TON）光催化剂。研究表明，适宜温度下制 得适量 N 掺杂的 TON 在紫外光区、可见光区及太阳光下均表现出较高的活性。 N掺杂在TiO2表面生成Ti-O-N键，形成新的能级结构，使催化剂的吸收红移至 450550 nm,诱发TiO2可见光催化活性。2.3.3敏化敏化TiO2是利用可见光催化分解水制氢的重要手段。利用窄带隙染料或窄带 隙无机半导体敏化宽带隙TiO2制备复合半导体，可使复合半导体既具有宽带隙半 导体对电子 -空穴对良好的分离作用，又具有窄带隙半导体对可见光的高效吸收 性能，因此，敏
11、化TiO2是利用可见光实现光催化分解水制氢的重要手段，也是一 个重要的研究方向。目前，对TiO2的敏化主要分为有机染料敏化和窄带隙无机半 导体敏化。有机染料敏化TiO2可见光催化分解水制氢是近年来的研究热点之一。刘福生等，以纳米TiO2和H2PQI66H2O为主要原料，做出了表面负载 Pt 纳米离子的TiO2光催化剂，并用苝染料对其敏化。结果表明，文献所述的对TiO2 的敏化，效果十分明显，但是不同的原料配比，对最终的结果影响很大。 2.4介孔材料的国内外研究进展 9自1992年美国Mobile公司的科学家们首次运用表面活性剂模板机理成功合 成出介孔二氧化硅以来， 介孔材料已成为近年来国内外跨
12、学科领域研究的一大热 点。介孔材料按照化学组分可以分为硅系和非硅系两大类。 硅系介孔材料在合成 方面已经有一套比较成熟的合成机理 （如液晶模板机理、协同机理等 ）与合成方法 （如水热合成法、溶胶 -凝胶法等 ）。目前其研究主要集中在合成新的化学组成 （介 孔有机硅，PMO)、化学结构和提高材料的热稳定性和水热稳定性上。非硅系介 孔材料主要包括介孔金属氧化物 /复合物、介孔碳、介孔金属、介孔磷酸铝盐 (AlPOs)等。与硅系介孔材料相比，非硅系介孔材料特别是金属氧化物由于其组 分的多样和价态的多变等原因，其合成更为复杂和困难。介孔金属氧化物兼具材料的纳米特性和多孔道结构，因此在催化、光、电、 磁
13、等领域有着潜在的应用。近年来科学家们努力尝试各种方法来合成这些材料， 包括常用的利用表面活性剂机理合成介孔材料的软模板法， 还有最近研究出来的 新方法如硬模板法、 纳米晶粒组装法等。 这些方法大大拓展了介孔金属氧化物及 其复合物的合成途径，为研究材料的性能及应用提供了保证。目前许多实验都证明材料介孔化后在一定条件下光催化性能明显提高。 介孔 材料光催化性能的提高主要是由于介孔材料的结构特点决定的， 介孔材料的大比 表面积使催化反应的反应点增多， 同时孔道结构更加有利于反应物在光催化材料 表面吸附，此外介孔孔道结构可以使光激发产生的电子和空穴更容易到达光催化 材料表面参加表面化学反应，从而提高量
14、子转换效率。2.4.1介孔材料的分类、结构特点及其表征技术2.4.1.1分类(1)按照化学组成分类，可分为硅基和硅基组成介孔材料两大类，后者主要 包括过渡金属氧化物、 磷酸盐和硫化物等， 由于它们一般存在着可变价态， 有可 能为介孔材料开辟新的应用领域，展示出硅基介孔材料所不能及的应用前景 10。 但非硅组成的介孔材料热稳定性较差， 经过煅烧，孔结构容易坍塌， 且比表面积、 孔容均较小，合成机制还欠完善，不及硅基介孔材料研究活跃。(2)按照介孔是否有序分类，可分为无序介孔材料和有序介孔材料。其中有 序介孔材料是 20世纪90年代初迅速兴起的一类新型纳米结构材料 11，它利用有机 分子表面活性剂
15、作为模板剂， 与无机源进行界面反应， 以某种协同或自组装方 式形成由无机离子聚集体包裹的规则有序的胶束组装体， 通过煅烧或萃取方式除 去有机物质后， 保留下无机骨架， 从而形成多孔的纳米结构材料， 在催化、吸附、 分离及光、电、磁等许多领域有着潜在的应用价值。2.4.1.2结构特点介孔材料具有以下特点：(1)长程结构有序；(2)孔径分布窄并可在1.510 nm之 间系统调变；(3)比表面大，可高达1000 m2/g； (4)孔隙率高；(5)表面富含不饱和基 团等。2.4.1.3表征技术 12 多孔材料的表征方法很多，根据检测目的不同，一般可分为 X 射线小角度衍射法、气体吸附法、电子显微镜观察
16、法、压汞法、气泡法、离心力法、透过法、 核磁共振法等。最常用的手段包括 XRD、TEM及低温N2吸附实验等。吸附-脱附 实验可表征其吸附性质，并测定比表面积、孔容及孔径分布。利用 TEM可观察一维孔道的排列、孔径的变化以及一维孔道的长程结构。进一步的表征还可用SEM、FT-IR和 Rama光谱等。2.4.2多孔材料制备方法 制备介孔材料的方法大致有溶胶 -凝胶法、水热合成法、微波合成法、相转 变法和沉淀法等。但目前应用最多的是溶胶 -凝胶法和水热合成法。石建稳等13以聚乙二醇(PEG)为造孔剂，采用溶胶-凝胶法制备了多孔纳米TiO2粉末，并对样品进行了氮吸附测试和 X射线衍射分析。结果表明：煅
17、烧过程 中，聚乙二醇的受热分解在TiO2颗粒中形成了 46nm的中孔结构；600C煅烧的 TiO2样品均呈单一的锐钛矿相结构，且适量聚乙二醇的加入可抑制TiO2粒径的长 大。光催化降解罗丹明B表明：催化剂具有很强的氧化能力，适量聚乙二醇的加 入可提高TiO2的光催化性能，在本实验进行的条件下，PEG最佳加入量为0.50 g。合成介孔TiO2有多种方法，不同的方法在表面活性剂、钛源、合成路线及除 掉表面活性剂的方法上都有较大的区别。 介孔TiO2的合成中较常用的表面活性剂 有十六烷基三甲基溴化铵 (CTAB)和嵌段式共聚物 P123。钛源主要有TiCl4、Ti(SO4)2和钛的醇盐。合成方法主要
18、有溶剂蒸发自组装法 (EISA)、超声辅助法、水热法、 沉淀法等。 在不同的合成过程中除掉表面活性剂的方法也有所不同， 最 常用的方法为焙烧法，此外还有溶剂萃取法和微波法。王立久等14以钛酸丁酯为钛源，采用溶胶-凝胶法制备TiO2湿凝胶，再用冷 冻干燥方法进行干燥处理，最终制得纳米级超细粉体，亦称为 TiO2冷凝胶。采用 TEM、BET氮气吸附法、热重/差热分析(TGA/SDTA )、激光粒度分析方法对 样品的宏观与微观形貌和结构进行了表征。 测试结果表明，制备的TiO2冷凝胶是 一种纳米级的多孔超细粉体，比表面积为 222.0m2/g,孔体积为0.116ml/g，平均 孔径为25nm；热分析
19、结果表明，TiO2冷凝胶具有较好的热稳定性，从600C开 始， TiO2 从锐钛矿相转变为金红石相。陈政等15采用溶胶-凝胶法在中性条件下合成了孔径大小不同的介孔 ZnO前驱体。通过热氧化法，在空气中锻烧前驱体制备了 ZnO纳米晶颗粒。贾志刚等 16采用溶剂热方法，首先制备了一维棒状草酸锌，并以此为前驱 体通过简单的煅烧得到了由纳米晶构筑的一维多孔氧化锌结构。 该多孔纳米材料 的孔道壁由纳米颗粒构成， 孔道表面则由纳米颗粒的表面形成。 草酸盐前驱体法 制备氧化物， 具有工艺简单、组分可控、煅烧温度低、性能稳定且重现性好等 优点；另一方面，以草酸盐为前驱体制备氧化物， 草酸根离子本身可作为造孔剂
20、， 可通过煅烧工艺除去，制得多孔氧化物。许璞等 17以钛酸丁酯为前驱体， 碘溶胶为碘源， 在室温下采用水解沉淀 法制备了单质碘和纳米TiO2复合的双介孔结构光催化剂(M-I2-TQ2).采用X射线 衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、比表面分析(BET)、紫外-可见(UV-Vis)漫 反射光谱和傅里叶变换-红外光谱(FT-IR)对M-I2-TQ2进行了表征。以次甲基蓝 (MB)溶液为模拟废水，对M-I2-TQ2的光催化性能进行了评价，研究了不同热处 理温度对光催化活性的影响.结果表明，M-I2-TQ2在可见光区有显著的吸收， 300E热处理得到的样品比表面积高达 227.6 m2/g,
21、600E热处理所得样品的比表面积仍高达111.8 m2/g，而400C热处理所得样品具有最好的光催化降解性能。 双介孔结构纳米TiO2/I2复合材料的光催化降解性能显著高于相同方法制备的纯 TiO2和DegussaP-25商业产品。催化剂经6次重复使用其光催化活性基本保持不 变。2.4.3溶胶-凝胶法关于溶胶-凝胶法(Sol-Gel)制备纳米TiO2的报道已有很多18-21。这种方法是以 钛醇盐为原料，无水乙醇为有机溶剂，制得均匀溶胶，加入一定量的酸，起抑制 水解的作用，再浓缩成透明凝胶，经干燥热处理即可得 TiO2纳米粒子。该法制得 的产品纯度高， 颗粒细， 烘干后颗粒自身的烧结温度低， 但
22、凝胶颗粒之间烧结性 差，块状材料烧结性不好，干燥时收缩大。罗菊等人22以钛酸丁酯Ti(O-Bu) 4为原料，无水乙醇作为有机溶剂，采用溶 胶-凝胶法成功地制备了平均粒度为518nm的锐钛矿型TiO2纳米粉末。经热重分析(TG)、差示扫描热分析(DSC)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)等手段研究 了其微观结构及形貌随着热处理温度变化的规律，指出当热处理温度高于 550C时，纳米TiO2粉末的颗粒及晶粒迅速长大，并开始出现金红石结构的 TiO2晶粒。A.J.Maira23等人对溶胶-凝胶法作了修正，经溶胶-凝胶法制备出凝胶球后，经过 热力学控制和水热处理，得到了 2.330nm的锐钛矿T
23、iO2纳米粉末。并且还指出通 过控制水的浓度，可以获得可控晶粒尺寸、团聚尺寸的纳米 TiO2光催化剂。李平等24第一步将0.1mol/L的CdCl2溶液1mL注入40mL5%的聚乙烯吡咯烷 酮(PVP，作修饰剂)溶液中，通入高纯N2，在冰水浴中搅拌30min。然后在搅拌 下缓慢滴入0.01mol/L的N&S容液5mL，溶液逐渐由无色变为淡黄色，反应30min. 反应结束后， 向溶液中加入适量的丙酮， 溶液离心后取底部沉淀， 再用丙酮离心 洗涤3次，取沉淀自然晾干。制得的粒子用 TEM进行观察，从中可以看出该PVP/CdS量子点为球形颗粒，平均粒径为24 nm。第二步将 =4m m的玻碳电极 用
24、AI2O3粉末(0.05卩m)在麂皮上打磨至光亮，并依次在硝酸溶液、 NaOH溶液、丙酮以及2次蒸馏水中超声清洗5min。将20mg上述制得的PVP/CdS量子点复合材 料加入到1mL二次蒸馏水中，超声均匀后，形成黄色透明溶液。然后取 50卩L此溶液，与3卩L全氟磺酸离子交换膜(Nafion)混合均匀成修饰液。将5卩L这种修饰 液滴涂到处理好的玻碳电极表面，静置，自然晾干，制得 PVP/CdS量子点修饰电极。他们首次以该修饰电极为工作电极，对血红蛋白的电化学行为进行了研究。 研究表明，该修饰电极对血红蛋白有很好的电化学响应，用于血红蛋白的检测， 方法简便、有较低的检出限 .。该法成功地检测了血
25、液中的血红蛋白含量，是一 种有发展前途的蛋白质电化学测定方法。 张言波等25也以PVP为表面修饰剂，由溶胶-凝胶法制备出硫化镉单分散的微球颗粒材料。张俊松等26用溶胶-凝胶法制备了 8-羟基喹啉.修饰的CdS-SiO2复合材料，比 较了修饰前后的荧光发射光谱，发现没有修饰的CdS-SiO2复合材料只产生激子荧 光发射峰，用 8-羟基喹啉 .修饰后，激子荧光发射峰和表面荧光发射峰都能产生， 这为非线性光学玻璃的改性提供了一个新的思路。崔玉民等27在冰水浴条件下，磁力搅拌的同时将等待体积 Cd(NO3)2(1.25X 10-2mol/L)和Na2S(7.5X 10-3mol/L)同时快速加入三口烧
26、瓶中，搅拌1h,得到的CdS 水溶胶的浓度为3.75X 10-3mol/L，过滤，于100C干燥8h,研磨，过200目筛，得 纳米CdS。进行甲基橙光催化降解实验，结果表明：当甲基橙起始浓度为20mg/L, Cd/CdS用量为0.500g，双氧水用量为5.88mmol/L , pH值为7.0时，光照6h,甲基 橙的脱色率可达到 95.5%。2.5多孔氧化钛 28用化学法制备的多孔氧化钛有如下的优点： （1）合成的多孔氧化钛的孔径在 介孔范围以上，这样在光催化反应中，污染物、降解生成物有较快的扩散速度；（2）粉体中氧化钛的一次粒径为纳米晶，这些纳米晶和其中的孔隙构筑成微米 级的聚集体， 既有较高
27、的光催化活性， 又有易于过滤的特性， 对光催化剂的回收 及再生有重要的意义； （3）多孔氧化钛有较高的水热稳定性和热稳定性； （4）多 孔氧化钛本身基本为氧化钛，以粉体形式应用，既能保证较高的激发光吸收率， 又能保证较高的底物吸附量及扩散速度； （5）具体的应用中仍可对其表面进一步 改性。由于多孔氧化钛的上述优良特性， 在光催化氧化降解有机污染物方面已有 应用，并有很好的效果。但其不足之处在于不能吸收可见光，太阳光利用率低。2.6复合半导体半导体复合是提高催化效率的有效手段。 通过半导体的复合可提高系统的电 荷分离效果， 扩展其光谱响应范围。 从本质上看， 半导体复合可以看成是一种颗 粒对于另
28、一种颗粒的修饰 29。复合具有不同能带结构的半导体微粒，使利用窄 带隙的半导体敏化宽带隙的半导体纳米颗粒成为可能； 其次，在二元复合半导体 中，两种半导体之间的能级差能使光生载流子由一种半导体微粒的能级注入到另 一种半导体的能级上， 导致了有效和长期的电荷分离； 另外， 不同金属离子的配 位及电荷性不同而产生过剩电荷， 也会增加半导体俘获质子或电子的能力， 从而 提高光催化剂的活性。 其修饰方法包括简单的组合、 掺杂、 多层结构和异相组合 等。耦合半导体有以下的优点； 通过改变粒子的大小， 可以很容易地调节半导 体的带隙和光谱吸收范围； 半导体微粒的光吸收呈带边型 有利于太阳光的有 效采集；通
29、过粒子的表面改性可增加其光稳定性。MATTHEWS R. W.30 等给出了一些常见的半导体氧化物和硫化物的带隙能：TiO2（Eg=3.2eV） , WO3 （Eg=2.8eV）, SrTiO3（Eg=3.2eV）, a F03 （电子由 02 卩少迁移时，Eg=3.1eV）, ZnO （Eg=3.2eV）, ZnS（Eg=3.6eV）。在这些半导体中， 由于 Ti O 2具有稳定性好,成本低,光催化活性强,对人体无害等优点,因此, 近年来，有许多研究者31致力于将TiO2与其它半导体化合物（如：CdS, SnO2, WO3, ZrO2, Fe2O3和V2O3等）制备成复合型半导体，以改变光催
30、化剂的光谱响 应范围内，提高可见光区光催化剂的活性。2.7多孔CdS/TiO2光催化剂作为一种高级氧化技术, 光催化氧化技术在氧化净化有机污染物时, 一直存 在的关键问题是纳米半导体催化剂颗粒难于从水相分离和对可见光吸收差。 而多 孔氧化钛有较高的光催化活性；复合半导体 CdS 既能扩大催化剂对可见光的响 应,提高太阳光的利用率,又能实现光生空穴和光生电子的有效和长期的分离, 提高催化剂的光催化活性。此外,半导体催化剂 CdS 的禁带宽度较窄,对可见 光敏感，但容易引起光腐蚀，化学稳定性较差，且游离的 Cd2+具有毒性，同样限制了其在光催化反应中的应用，TiO2对CdS也有一定的修饰作用，在
31、CdS表 明覆盖TiO2后阳极腐蚀会受到抑制，同时其催化活性随着表明 TiO2的晶化而增 强32。3课题研究的目的和意义光催化氧化技术在环境治理方面已经进行了大量的基础理论和实践的研究， 并取得了显著的研究成果。但该技术在废水处理方面仍然存在其不足之处：（1） 光生载流子易复合，催化效率受到限制；（2） 光催化反应普遍使用紫外灯等人工光源作为光源，运行费用较高，限 制了该技术的工业化应用， 而对太阳光的应用可以拓宽光催化氧化技术的应用前 景。以太阳光为光源可大幅度降低设备及工艺的运转费用， 无论从环境保护、 能 源开发还是经济角度，研究改性催化剂的太阳光谱响应范围都是很有意义的。因此，根据上述
32、该技术存在的缺点， 本课题旨在利用化学法制备出多孔氧化 钛，并对其进行表面改性，在多孔氧化钛表面复合硫化镉半导体。4主要研究内容（1）采用溶胶 -凝胶两步合成法制备多孔氧化钛，并对其进行表面改性，与其表 面耦合CdS，制备出对可见光有一定响应又易于分离的多孔 CdS/TiO2催化剂， 重点考察了 CdS掺杂量、热处理温度、热处理时间对多孔 CdS/TiO2催化剂的光 催化活性的影响，并对多孔 CdS/TiO2催化剂进行SEM、XRD表征。（2）使用已优化的多孔CdS/TiO2催化剂，于可见光下对甲基橙水溶液进行光降 解实验，考察溶液的初始 pH 值、甲基橙水溶液初始浓度、催化剂的投加量对甲 基橙降解效果的影响。（ 3）研究多孔 CdS/TiO2 催化剂在太阳光光催化条件下对甲基橙水溶液降解的 动力学，确定该反应的反应级数， 讨论了催化剂的制备条件、 溶液的初始 pH 值、 甲基橙溶液初始浓度等因素对甲基橙降
