郑炜山，何岸，余铮，赵增迎*
(中国地质大学（北京）数理学院，北京 100083)
摘要
现代社会能源和环境问题促使以太阳能利用为目标的新能源研究成为热点。为了进一步提高光解水产氢催化剂CdS的性能，首先采用水热法制备了六方相CdS纳米晶体，然后将Cr2S3负载于CdS，制备了Cr2S3/CdS复合光催化剂。利用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、紫外可见吸收光谱、荧光光谱以及表面光电压谱等对样品的组成结构、微观形貌、光电性能，以及光解水产氢性能进行了测试表征。实验结果表明：当Cr/Cd物质的量比为0.8时，Cr2S3/CdS复合催化剂产氢效率达到533.7 μmol/h，是未复合CdS样品性能的1.8倍，性能改善的原因来自Cr2S3/CdS光吸收性能及光生电荷分离传输效率的提高。
引言 展望 本实验首先制备了晶化完全的CdS晶体，然后将Cr2S3负载于CdS，制备了Cr2S3/CdS复合光催化剂，考察了不同Cr/Cd原料配比（即不同Cr2S3负载量）条件下，复合样品的光解水产氢效率。实验结果表明，当n(Cr)∶n(Cd) = 0.8时，Cr2S3/CdS复合催化剂产氢效率达到533.7 μmol/h，是未复合CdS样品的1.8倍。光吸收、光电测试等机理分析表明，复合样品性能改善的原因是Cr2S3/CdS光吸收性能及光生电荷分离和传输效率的提高。 目录 1 实验部分 1.1 主要试剂与仪器 1.2 实验方法 1.2.1 水热法制备Cr2S3/CdS复合光催化剂 1.2.2 目标产物的组成、形貌、光电性能表征 1.2.3 产氢性能测试 2 结果与讨论 2.1 组成与形貌表征 图1是样品CdS、Cr2S3/CdS的XRD图。 图2为样品Cr2S3/CdS的X光电子能谱图（XPS）。图2a显示样品主要由Cr、Cd、S 3种元素组成。图2b中的S 2p轨道在电子结合能为161.42 eV和162.52 eV的两峰，分别对应于S2-的S 2p3/2和S 2p1/2峰；又由图2c中电子结合能为404.87 eV和411.62 eV的峰分别与Cd2+的Cd 3d5/2和Cd 3d3/2峰值匹配，说明了CdS的存在。 2.2 光催化（产氢）性能测试 图4是复合催化剂制备时，原料中n(Cr)∶n(Cd)不同时，制备的催化剂性能测试数据图。 2.3 光吸收及光电化学性能表征 图5是样品紫外-可见漫反射光谱图（UV-vis DRS），由图可知，与CdS相比，样品Cr2S3/CdS有更好的光吸收性能，特别是在510～800 nm的可见光范围内，光吸收率有大幅度提高，这是复合光催化样品Cr2S3/CdS具有良好催化性能的基础。
引用本文：郑炜山，何岸，余铮，等. Cr2S3/CdS光催化剂制备及其产氢性能研究[J].化学试剂, 2020, 42(12):1398-1402.
