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在窄带隙半导体材料中,CdS(Eg=2.4eV)是最具吸引力的光催化剂,应用于可见光作用下光催化水溶液产氢,S2-/SO32-系统作为电子供体,因为它对于光催化分解水具有合适的导带价带位置。然而,硫化镉很容易被光生空穴腐蚀,从而导致在水溶液中产生有毒的Cd2+离子。提高硫化镉光催化活性的方法之一是基于硫化镉的基础上,复合更宽带隙半导体,例如,MnS,可以调控样品的价带和导带的位置以及禁带的宽度。此论文工作的目的是利用水热处理合成镉和锰硫化物固溶体Cd1-xMnxS。具体如下: 首先在合成过程中,采用不同的锰与镉的比例以及水热处理的温度,合成了硫化镉与硫化锰固溶体Cd1-xMnxS,采用XRD,漫反射光谱,低温氮气物理吸附法和投射电镜等表征手段对样品进行了表征,找到了光催化剂的物理化学性质及其光催化活性之间的相关性。 研究了合成光催化剂在亚硫酸钠和硫化钠水溶液中450nm波长可见光作用下的光催化活性。结果表明,催化剂的表面积,形态,颗粒的表面缺陷与禁带的宽度都影响其产氢活性。在CdS晶格中引入Mn2+离子能够提高其在光催化产氢反应中的活性。高结晶度的样品能够降低电子和空穴重组的可能性,有效提高其光催化活性。到目前为止,镉和锰硫化物固溶体在水热处理之后引起的结构变化及其对光催化活性的影响还没有被广泛研究。因此本论文工作将为硫化物固溶体的合成及研究提供参考。