水热法制备的核壳CdS@C纳米复合材料的光催化性能深入研究

本文主要探讨了核壳结构CdS@C纳米复合材料的制备及其光催化性能。研究团队通过水热碳化法成功地制备出了一系列具有不同碳含量的CdS@C纳米颗粒，这种方法的优势在于能够控制碳包覆在CdS纳米颗粒的外层，形成独特的核壳结构。这种结构中的内核是六方纤锌矿结构的CdS颗粒，而外壳则是碳层。 在形态上，CdS@C颗粒呈现出良好的分散性和均匀的粒度，以类球形为主，这有助于提高其在光催化反应中的接触面积，从而增强光催化效率。X射线光电子能谱(XPS)结果显示，表面负载的碳主要以非晶态形式存在，这可能影响了材料的光学性能和电子性质。 紫外线-可见光光谱(UV-Vis)分析指出，表面的碳层增强了CdS@C纳米晶对可见光的吸收，导致光致带隙变窄，这在一定程度上扩展了材料的光响应范围。光致发光光谱(PL)则显示，碳包覆的存在降低了CdS@C纳米颗粒的发光强度，有效地减少了光生载流子的复合，有利于提高光催化过程中的电子-空穴对的分离和迁移效率。 通过瞬态光电流响应和电化学阻抗谱(EIS)的研究，作者进一步证实了CdS@C纳米复合材料在光催化过程中表现出优秀的性能，特别是在可见光照射下，电子-空穴对的分离和传递效率得到了显著提升。在光催化反应中，·O2-和h+起着关键作用，这些离子的活性中心促进了光催化反应的进行。 总结来说，本文深入研究了核壳结构CdS@C纳米复合材料的制备技术以及其在光催化领域的应用潜力，为设计和优化新型光催化材料提供了有价值的信息。这项研究对于开发高效的环保技术，如处理有机污染物和水体净化等领域，具有重要的理论与实际意义。