表面活性剂对制备Ca掺杂β-In_(2)S_(3)微观结构的影响及其光催化降解甲基橙性能

摘要

制备过程中添加表面活性剂可以影响光催化剂纳米颗粒形貌与尺寸等,从而影响其光催化性能。本工作采用水热法制备了添加不同表面活性剂的Ca掺杂β-In_(2)S_(3)光催化剂,通过X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱、紫外可见漫反射光谱等对制备的光催化剂进行了理化性能表征。结果表明:SDS与CTAB的加入,对Ca掺杂β-In_(2)S_(3)光催化剂的形貌结构影响不明显,而CHSB与PVP的加入,明显改变了其形貌结构。尤其是PVP的加入极大促进了Ca掺杂β-In_(2)S_(3)片状结构的生长,展现出最丰富的片状结构和最大的比表面积,这将增加光催化剂表面的活性位点,提升其光催化性能,30min可实现98.38%的甲基橙(MO)降解率。随着PVP含量从0增加到0.022g,光催化效果逐渐提升,再继续增加到0.033g时,提升效应不明显。自由基捕获实验证明光催化过程中光生空穴和超氧自由基是主要的活性物质。并通过以上表征手段结合自由基捕获实验分析了该光催化剂对MO的降解机理。本文可为水热法制备半导体光催化剂过程中表面活性剂的添加提供参考。