CdS超薄片层包覆TiO2中空结构复合材料的形成和应用

作者：张国强; 曲丹; 苗湘; 张晓燕; 孙再成

来源：影像科学与光化学, 2015, 33(05): 374-382.

DOI：10.7517/j.issn.1674-0475.2015.05.374

• 电纺丝纳米纤维
• CdS超薄片层
• 中空TiO2
• TiO2@CdS
• 复合结构形成过程
• 产氢

本实验以钛酸四丁酯为钛源,醋酸镉为镉源,利用静电纺丝的方法制备了直径250nm的电纺丝纳米纤维。通过高温煅烧和硫化钠溶液进行水热处理,得到CdS超薄片层包覆TiO2中空结构的纳米纤维。推测该复合结构形貌的形成过程为:在Ti/Cd(摩尔比)为1∶1和2∶1时,由于CdO的含量较高,反应过程中CdO溶解,并与反应溶液中的S2-形成CdS超薄片层生长在纤维的外表面,剩余的TiO2纳米粒子聚集形成中空的纳米管状结构;而Ti/Cd(摩尔比)为4∶1和8∶1时,由于溶解的CdO较少不足以形成TiO2纳米管,同时,生成的CdS也不足以完全包覆TiO2纳米纤维形成非管状结构。当Ti/Cd为1∶1时,TiO2@CdS复合材料具有最好的产氢活性。在300 W氙灯光照条件下和加UVCUT-420nm滤光片下,50mg催化剂产氢速率分别为19.7μmol/h和3.4μmol/h,这主要是由于所得到的复合结构中TiO2为非晶材料。进一步在惰性气氛下煅烧,也很难将TiO2晶化。

• 单位
  发光学及应用国家重点实验室; 中国科学院大学; 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所