曲茗汉，贺 彤，刘天怡，李辰砂

(黑龙江大学 化学化工与材料学院，哈尔滨 150080)

0 引 言

半导体具有特殊的电子结构：价带充满、导带空闲和禁带较宽。半导体光催化剂在可见光或紫外光作用下产生电子—空穴对，当光子能量大于或等于禁带宽度时，其价带电子被激发，越过禁带进入导带，同时在价带上形成相应的空穴，具有较强的氧化还原性能，直接与有机物发生反应或与周围的介质(O2或H2O作为电子受体)作用产生具有高活性的HO·自由基，再与有机物反应达到降解有机物的目的[1]。

目前在光催化剂中，氧化钛(TiO2)、硫化镉(CdS)和氧化锌(ZnO)等最引人注目。CdS相对其它两种半导体光催化剂具有独特的优势：制备工艺简单，且禁带宽度(2.5 eV[2])低于TiO2(3.2 eV[3])和ZnO(3.4 eV[4])，因此吸收光的波长范围较宽。

悬浮体型光催化剂在水中易凝聚失去活性，并使光的穿透力受阻，催化剂的分离与回收困难，因此固定型光催化剂更受关注，常用的载体有玻璃球、海砂、沸石和活性炭等，其中活性炭因性能优越而最常用[5]。碳纳米管(CNTs)具有独特的结构、纳米级的尺寸、高的有效比表面积和可呈现导体的性质，在能量存储、电子材料和工程材料相关领域具有优越性能[6-9]，被认为是一种良好的载体[10]。

本文以难降解的染料有机物甲基橙[11]为代表，分别以碳纳米管、活性炭(AC)为载体制备固定型硫化镉半导体光催化剂，研究光催化降解有机物的性能。发现在二种载体的存在下，光催化降解的反应速率均显著高于未有载体的情况。……