Chem. Eur. J. :一步光化学法制备光催化活性增强的CdS/Poly(MMA-co-MAA)复合材料

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半导体光催化技术在环境修复和绿色能源等领域具有巨大的应用潜力。为此,人们一直致力于寻找高效且稳定的半导体光催化材料。作为一种重要的半导体,CdS在室温下禁带宽度为2.42eV,可吸收太阳光中的可见光,使其价电子激发到导带上,生成光生电子和空穴,因此CdS在去除废水中的染料方面表现出优异的光催化活性。然而,CdS具有高的电子-空穴复合率,量子效率不高;同时,在光化学反应过程中硫离子容易被光生空穴氧化出现光腐蚀现象,在环境污染治理中会带来二次污染且导致光催化剂回收率低。



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为解决这一问题,韩山师范学院黄臻洵博士与华南师范大学孙丰强教授团队合作,以CdSO4Na2S2O3,甲基丙烯酸甲酯(MMA)和甲基丙烯酸(MAA)为前驱体,在紫外光辐照下,CdS颗粒在生成的同时可充当引发剂,直接引发MMA和MAA的共聚,从而一步构筑了CdS/Poly(MMA-co-MAA)复合材料。以亚甲蓝(MB)为降解目标物检测光催化活性,结果表明,复合材料不论是在模拟太阳光下还是太阳光下,其光催化活性显著提高,光催化效率超过纯CdS的170%以上。此外,在循环光催化测试中发现,经过5次连续循环测试后,复合材料的光催化效率只降低了6.1%,但光催化活性仍显著高于纯CdS,证明该复合材料具有优异的光稳定性和可重复使用性。

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通过光催化机理研究并结合相关表征,作者提出了基于静电相互作用促进电荷载流子分离的光催化增强机制,这不同于传统共轭聚合物诱导的增强机制。

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这项研究提供了一条从光能到材料制备和室温环境治理的绿色新途径,可以促进光能的综合应用。

文信息

One-Step Photochemical Preparation of CdS/Poly(MMA-co-MAA) Composite with Enhanced Photocatalytic Activity

Dr. Zhenxun Huang, Qingrong Ma, Prof. Dr. Fengqiang Sun


Chemistry – A European Journal

DOI: 10.1002/chem.202304177



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