宋春冬 张 静 高 莹 卢圆圆 王芳芳



基于单质法合成直接Z型CuS-WO3及光催化性能

宋春冬 张 静*高 莹 卢圆圆 王芳芳

(辽宁石油化工大学化学化工与环境学部，辽宁 抚顺 113001)

以Cu粉和S粉作为CuS前驱体，基于单质法在低温下原位合成了CuS-WO3光催化剂。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、比表面积和紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对CuS-WO3的晶相、形貌、粒径及光学性质等进行了表征。结果表明，CuS对WO3的晶相结构、粒径及比表面积没有明显影响，但是可以有效提高WO3对可见光的吸收。以降解罗丹明B (RhB)为反应模型，研究了CuS对WO3光催化性能的影响。结果表明，在可见光照射下，CuS-WO3复合材料的光催化活性优于CuS、WO3的光催化活性，且CuS的含量对CuS-WO3光催化活性影响显著，CuS含量为7% (，质量分数)时，光催化效率最高(91.3%)。进一步结合CuS、WO3的能带位置，荧光光谱(PL)活性物种鉴定试验，提出CuS-WO3复合光催化剂的“直接Z型”光催化机理。直接Z型CuS-WO3复合光催化剂中可以有效抑制电子-空穴的复合。因此，与CuS和WO3相比，CuS-WO3复合光催化剂具有较高的光催化性能。

硫化铜；氧化钨；直接Z型；罗丹明B；光催化

1 引言

光催化技术可将太阳能直接转化为氢能，还可以将环境污染物进行降解。因此，光催化技术将成为解决环境污染和能源危机的重要手段之一1–3。三氧化钨(WO3)作为型半导体材料，具有较高的太阳能利用率，良好的可见光响应性和较强的抗光腐蚀能力，是一种极具开发潜力的半导体光催化材料4,5。然而，WO3中较高的光生电子-空穴复合效率以及较窄的禁带宽度，限制了WO3在光催化领域的工业应用6。……