用于太阳光制氢和有机污染物降解的CdS半导体材料光催化活性和稳定性的增强:实验和DFT计算结果

摘要

作为一种传统的Ⅱ-Ⅵ族半导体材料,CdS具有2.4 eV的带隙、合适的导带和价带电位,是一种太阳光下分解水制氢以及降解有机污染物的有前景的材料.但是该材料也存在一些缺陷，本文从理论和实验两方面来对改善CdS存在的缺陷进行了研究.结果表明：1) DFT计算结果表明Zn和Ga离子掺杂能降低CdS的价带电位;而且Zn掺杂的CdS具有较小的形成能，可能会改善该CdS的稳定性，2)实验上，Zn离子和Ga离子的掺杂确实能增强CdS降解有机污染物的活性，3)DFT计算结果和实验结果符合得很好，这说明该理论计算是一种可用于设计材料结构和指导实验方向的有力工具。4)碳纳米管能够用来增强CdS的光催化性能。