氧化鋅和硫化鎘共復合氧化亞銅納米線的制備及其光催化性質

郭小峰，郝晨偉，王麗影，王宏波，柴壩，向前，羅義勇

(1.重慶交通大學 山區橋梁與隧道工程國家重點實驗室培育基地，重慶 400074；2.重慶交通大學 材料科學與工程學院， 重慶 400074；3.重慶交通大學 國家內河航道整治工程技術研究中心，重慶 400074；4.重慶交通大學 河海學院， 重慶 400074；5.重慶交通大學 交通土木工程材料國家和地方聯合工程實驗室，重慶 400074)

當前水環境問題日益嚴重[1]，水體的凈化成為一個比較熱門的問題。自從1972年Fujishima等[2]首次發現了利用TiO2作為光催化劑分解水后，光催化劑的研究一直處于熱門狀況。其中p型金屬氧化物半導體(如NiO[3]、Co3O4[4]、Cu2O[5]等)具有優良的光催化活性。Cu2O光催化劑因其具有無污染[6]、低成本[7]、高效[8]等優點引起了科學家的關注，但是其存在導電性差的特點，通過與n型半導體(TiO2[2]、ZnO[9]、CdS[10])復合，使其構成反型異質結，即p-n結，可改善導電性差的缺點。本文通過水合肼還原法合成Cu2O納米線，再通過水熱法將Cu2O和ZnO與CdS進行復合，獲得三元復合光催化材料。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

氯化銅、聚乙二醇4000、氫氧化鈉、水合聯氨、硝酸鋅、硫酸鎘、硫化鈉均為分析純。

TGL-16型臺式高速離心機；DGX-9073BC-1型干燥箱；AB204-N電子分析天平；D-M88型X-射線衍射儀；HITACHI S-4800型掃描電子顯微鏡。

1.2 催化劑的制備

Cu2O納米線：將0.2 g的聚乙二醇和1 mmol的氯化銅溶于200 mL的蒸餾水中，先超聲使其完全溶解，再攪拌10～15 min，隨后在攪拌的條件下向該溶液中滴加1.5 mL的6 mol/L氫氧化鈉溶液，溶液變為藍色，繼續攪拌15 min，然后在向溶液中滴加1.5 mL 的13.7 mol/L的水合肼溶液，獲得紅色沉淀，用蒸餾水離心洗滌5次，最后將洗滌后的產品在真空干燥箱中60 ℃烘12 h。……