模板法制备ZnS/TiO2纳米管的光催化增强效应研究

"ZnS/TiO2纳米管的模板法制备及其光催化性能研究" 本文主要探讨了一种利用模板法制备ZnS/TiO2纳米管的方法，并对其光催化性能进行了深入研究。该研究由陈洁、赵伟玲等人完成，受到了多项科研基金的支持。他们以钛酸纳米管作为模板，通过浸渍含有氯化镉和硫脲的钛溶胶，然后进行焙烧，成功制备出不同ZnS含量的一维ZnS/TiO2纳米管复合材料。 实验过程中，首先，钛酸纳米管作为基础结构，通过浸渍法负载ZnS，这一过程涉及到物质的离子交换和化学反应，使得ZnS能够在TiO2纳米管表面均匀分布。接着，通过高温焙烧，使ZnS与TiO2之间发生固相反应，形成稳定的ZnS/TiO2纳米复合结构。这个过程的关键在于控制焙烧温度，以达到最佳的ZnS负载量和结构稳定性。 利用X-射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对所制备的ZnS/TiO2纳米管进行表征，确认了其晶体结构和形貌。这些先进的分析技术能提供关于材料微观结构的详细信息，如晶粒大小、结晶度和纳米管的尺寸等。 实验结果表明，ZnS的引入显著提升了TiO2纳米管的光催化活性。在紫外光和模拟日光条件下，ZnS/TiO2纳米管对甲基橙溶液的降解效率明显优于纯TiO2纳米管。这归因于ZnS与TiO2之间的协同效应，ZnS增强了TiO2对可见光的吸收，拓宽了其光响应范围，从而提高了光催化效率。特别是经过500摄氏度焙烧的ZnS/TiO2纳米管，显示出最高的光催化活性，这可能是由于在这一温度下，ZnS与TiO2的结合最为紧密，同时避免了过度热解导致的活性下降。 此外，这项工作还强调了模板法制备纳米复合材料的优势，包括可控性、重复性和结构的规整性。通过对合成条件的优化，可以制备出具有优异光催化性能的ZnS/TiO2纳米管，这对于环境保护和能源转化等领域具有重要的应用潜力。 关键词：ZnS/TiO2纳米管；钛酸纳米管；模板法制备；溶胶浸渍法；光催化活性；甲基橙降解 中图分类号：O614（化学）；TB383（材料科学） 总结：该研究通过模板法制备的ZnS/TiO2纳米管，展示了在光催化领域的优越性能，尤其是在提升可见光响应方面，为光催化剂的设计和优化提供了新的思路。同时，实验方法的可重复性和可控性也为纳米复合材料的制备技术拓展了新的途径。