可见光照射下CuS-CdS纳米复合材料对亚甲基蓝染料的光催化降解增强

摘要： 基于无机纳米粒子的半导体光催化剂因其低成本、环保、高效和易于加工的特性，在可持续能源和环境修复的实际应用中引起了广泛关注。通过简单的水热法成功合成了CuS、CdS及CuS-CdS纳米复合光催化剂。采用多种分析技术对合成纳米材料的相纯度、组成和表面形貌进行了表征。在可见光照射下，以过氧化氢（H2O2）为氧化剂，通过降解亚甲基蓝（MB）染料评估了所制备材料的光催化活性。10分钟内，CuS、CdS和CuS-CdS纳米复合材料对MB染料（10 ppm）的降解率分别达到约80%、59%和99.97%。结果表明，与CuS和CdS相比，CuS-CdS纳米复合材料表现出优异的光催化活性，这主要归因于其较大的比表面积、较窄的带隙、对染料的高吸附能力以及光生电子-空穴对的低复合率。此外，电化学阻抗（EI）测量表明，与CuS和CdS相比，CuS-CdS纳米复合材料具有更快的光生载流子迁移速率。同时，CuS-CdS纳米复合材料在重复使用后仍显示出良好的光催化降解稳定性。最后，提出了一个合理的光催化反应机理来阐明该纳米复合材料的性能。