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进入21世纪以来,环境问题和能源危机制约着人们的发展,因此寻找清洁可再生能源是当务之急。采用可再生的太阳能来光催化分解水以产生氢气是获得清洁能源-氢能的理想方式,并且利用光催化技术处理环境污染物也是一种非常有前景的方式。然而,目前的光催化剂仍然存在着光响应范围窄,光生电荷复合率高,稳定性差等一系列问题。因而,开发高效的光催化剂和提高光催化转化过程的效率是本领域关注的焦点。本论文主要以碳量子点(CDs)为研究重点,在BiOI和CdS基础上,通过对CDs进行掺杂,制备了硫掺杂碳点(S-CDs)/BiOI纳米复合材料和不同金属掺杂的CDs/CdS纳米复合材料,分别考察两种光催化剂对光催化降解亚甲基蓝和光催化分解水制氢的活性。通过各种表征手段,研究了催化剂结构与反应活性之间的关系。主要内容包括以下方面:(1)通过水热的方法制备了BiOI和S-CDs,并通过化学吸附的方法将二者复合在一起,制备了一系列S-CDs/BiOI纳米复合材料,目标污染物选择亚甲基蓝,研究复合体系在可见光(λ≥420 nm)下的性能。研究证明,当S-CDs的负载量为1%时,复合体系的光催化活性最高,比纯BiOI高76.2%。另外,S-CDs/BiOI还表现出比未掺杂的CDs/BiOI更高的活性。经S-CDs修饰后,复合体系的活性明显增强,原因可能是S-CDs的修饰促进了该体系的电荷分离和转移。(2)采用水热法制备了硫化镉纳米线,热解的方法合成了CDs,不同金属(Bi,Co,Zn,Ti,Cd)掺杂的CDs和不同Bi掺杂量的Bi-CDs,制备了掺杂CDs/CdS复合材料,考察复合体系在可见光下光分解水制氢的性能。结果表明,CDs的负载量为1%时,CDs/CdS复合材料的活性最高。与纯CDs/CdS复合材料相比,不同金属掺杂均能提高CDs/CdS的光解水制氢活性。其中,Bi掺杂碳点(Bi-CDs)/CdS的活性最高,大约是纯CdS产氢活性5.2倍,纯CDs/CdS的1.9倍。还考察了不同Bi掺杂量对复合体系光催化性能的影响,表明Bi的掺杂量存在最优值,Bi掺杂量为20%(即前驱体硝酸铋的投加量为1 g)时,Bi-CDs/CdS的产氢活性最高。结合各种表征结果可知,Bi掺杂后提高了碳点的电荷迁移速率,CdS上的光生电子可以有效迁移到Bi-CDs上,从而提高了电荷的分离效率和复合体系的活性。