光电催化材料的制备及其研究进展

MoSe_2基异质结纳米纤维材料的设计、制备及其宽光谱光催化性能研究

光催化技术已经被认为是解决能源危机和环境污染问题的最潜在方法之一。但是大多数半导体光催化材料只对紫外和可见光具有响应,并没有对太阳光进行充分的利用,从而降低了它们的实际应用。

因此,为了提高太阳能的利用率,设计和发展高效的宽光谱响应光催化材料已经成为光催化领域中的一个研究热点。硒化钼（MoSe2）是一个窄带隙半导体,能够捕获很宽的光谱范围并且被认为是一个潜在的宽光谱响应光催化剂。

MoSe2纳米材料比体材料具有更高的比表面积,提供更多的活性位点参与光催化反应。但是,在实际应用中纳米级的MoSe2还面临着以下问题:第一,MoSe2的窄带隙导致了光生电子和空穴易复合、低的光量子产率;第二,MoSe2纳米材料尺寸小在光催化反应中易团聚,减少了反应活性位点,从从而影响光催化活性;第三,MoSe2纳米材料在液相光催化反应之后很难进行分离回收再利用。

为了解决这些问题,本文以MoSe2纳米材料为研究主体,利用静电纺丝和溶剂热方法相结合制备了一系列MoSe2基异质结纳米纤维光催化材料。获得的MoSe2基异质结纳米纤维既具有优异的光催化活性又具有良好的分离回收再使用性能。

具体的研究内容如下:（1）以电纺的CNFs为基底,利用溶剂热的方法制备了MoSe2/CNFs异质结纳米纤维。通过调节前驱体的浓度使得不同负载量的MoSe2纳米片均匀地分散在CNFs上,有效地解决了MoSe2纳米颗粒易团聚的问题。

研究表明MoSe2/CNFs异质结光催化降解RhB的速率常数是纯MoSe2的3倍。这种高的光催化活性来源于异质结的形成有利于光生电子和空穴的分离和转移。

进一步用N掺CNFs（N-CNFs）为基底,利用溶剂热方法合成了MoSe2/N-CNFs异质结纳米纤维。MoSe2/N-CNFs异质结纳米纤维展现了较好的宽光谱响应（包含紫外、可见和红外区）光催化活性。

离子交换与吸附，２０１３，２９（１）：８６～９６　ＩｏＮ　ＥＸＣＨＡＮＧＥ　ＡＮＤ　ＡＤＳｏＲＰ１１ＯＮ　文章编号：１００１—５４９３（２０１３）０１—００８６—１１　

二氧化钛光催化材料及其改性技术研究进展　

陈琳　，２杨苏东　王传义　马鹏程　

１中国科学院新疆理化技术研究所环境科学与技术研究室，乌鲁木齐８３００１１　

２中国科学院大学，北京１０００４９　

摘要：二氧化钛（ＴｉＯ２）光催化技术作为一种绿色、洁净、节能的技术，在污染物治理、光分　

解水制氢、抗菌环保等领域有着广泛的应用。然而ＴｉＯ２材料本身大的禁带宽度（　＝３．２ｅＶ）阻　

碍了其实际应用，进而导致其可见光利用率低、量子产率低。因此制备具有高量子产率且对可　见光有快速响应能力的Ｔｉｏ２已成为当前光催化剂研究的关键课题。国内外关于ＴｉＯ２光催化剂　

的改性技术逐渐完善并在制备方法、材料形貌和结构控制等方面有新的突破。本文综述了ＴｉＯ２　光催化的制备方法及其反应机理，，　结了提高ＴｉＯ２光催化性能的技术路线，阐明了针对ＴｉＯ２　

改性的各种方法的原理及关键技术，同时对Ｔｉｏ２光催化技术存在的问题和发展前景进行了分　

析和展望。　

关键词：二氧化钛（ＴｉＯ２）；光催化技术；可见光；量子产率　中国分类号：０６４３．３６；ＴＱ０６１　１．４　文献标识码：Ａ　

１引　言　

随着科技的不断进步和工业的快速发展，地球上有限的水资源日益受到严重的污染，给人类的健康　和生活带来了潜在的危胁，也使人类逐渐认识到保护水资源的重要性【ｌ。】。多年来人们一直在寻找和尝试　

治理水环境污染的办法，比如采用物理法、化学法和生物处理法等【４　】。物理法包括沉降、过滤等，此类　

方法主要通过物理作用分离、回收污水中呈悬浮状态的污染物和胶体杂质，而对于水中的溶解性污染物　

以及金属离子，如工业生产流程中广泛使用的铅离子、汞离子、镉离子、砷离子等，均难以达到有效去　

除的目的；以汽提、吹脱、离子交换等为代表的化学法主要通过化学反应和传质作用来分离、去除污水　中呈溶解状态的污染物，但此类方法处理成本高，且不可避免地带来二次污染；生物法主要是通过微生　

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二硫化钼的制备及其复合物在光催化应用的研究进展

作者：张淑惠 王梦岑 张伊晗

来源：《现代盐化工》2018年第02期

摘要：二硫化钼MoS2纳米材料作为一种过渡金属硫化物，类似于二维层状结构的石墨烯，由于具有比表面积大、抗光腐蚀性强、边缘结构丰富、化学稳定性良好和可调禁带宽度等优异的物化性质和广阔的应用前景而成为新型光催化材料的研究热点之一。文章简单论述了近年来MoS2纳米材料主要制备方法，重点介绍了与其他半导体材料形成光催化复合体系在光催化的研究进展，最后，展望了MoS，在光催化领域的研究与应用前景。

关键词：MoS2；纳米材料；光催化；复合材料

低成本的太阳能，如对太阳能低温热的利用是一种高效利用太阳能的重要手段。现如今，光催化反应是解决能源危机和环境污染问题的一个有效途径，我国也将此列为解决环境问题的重点。

1 光催化概述

光催化即光能够激发半导体中的电子，光生电子是由电子从价带激发到导带而产生，随即价带中产生对应的光生空穴，电子和空穴分别扩散到半导体表面，在表面与不同的反应对象进行反应。MoS1的光催化机理如图1所示。

光生电子具有还原性，空穴具有氧化性，这两种可以分别应用在不同的领域。作为一种类石墨烯六方密堆积层状结构材料，界面硫原子共价键有一个，Mo原子具有小的磁矩，可以取正值也可以取负值，MOS，形成以硫层和钼层相交替的类似“三明治”夹层结构，此外，纳米MoS，的层状结构的禁带宽度约在1.80 eV，在可见光下具有光催化活性，同时因为纳米结构的MoS，有一个较大的比表面积，能增强它的催化活性，所以是一种光催化剂。

2 纳米MoS，的制备方法

纳米MoS，的制备方法有许多种，按制备的状态分为固相法、液相法、气相法，固相法对设备要求较高，方法不灵活，产物的形貌不易控制，本研究主要介绍液相法和气相法，其中液相法最为常用方法。液相法主要包括水热合成法，模板法，超声合成法，电化学合成法，溶胶一凝胶法等。迄今为止，人们己采用这些方法制备出了不同形貌的MoS，纳米材料，如纳米片、纳米球、纳米花状球、纳米线、纳米棒、空心球等。

Applied Physics 应用物理, 2019, 9(1), 51-62

Published Online January 2019 in Hans. /journal/app https:///10.12677/app.2019.91006

文章引用: 吴峰, 张喜和. 卤氧化铋材料制备及其光电特性研究进展[J]. 应用物理, 2019, 9(1): 51-62.

DOI: 10.12677/app.2019.91006

Progress in Preparation and Photoelectric

Properties of Bismuth Halogen Oxide

Feng Wu

*, Xihe Zhang

Changchun University of Science and Technology, Changchun Jilin

Received: Jan. 7th

, 2019; accepted: Jan. 21st

, 2019; published: Jan. 28th

, 2019

Abstract As a novel semiconductor photocatalytic, BiOX exhibit excellent photocatalytic activities owing to specific layer structure and tunable band gap, compared with TiO2. In this review, the recent re-search and development in the preparation methods, control means and important results in

photocatalytic applications have been comprehensively reviewed, then the route to improve pho-