摘要
二硫化锡（SnS2）是碘化镉（CdI2）型晶体结构的层状金属硫化物，具有合适的带隙（2.2 eV）和优异的光电活性，使其在光电和光催化领域有出色的应用价值。然而SnS2依然受到光生电子-空穴对复合率高、光源利用率差和表面活性位点不足的束缚，限制了SnS2 在光催化领域的应用和发展。因此，对SnS2进行改性研究，调控SnS2的形貌、能带结构和催化性质，合成具有优异光催化活性的SnS2复合材料，为推动SnS2在光催化领域的应用具有重大意义。主要内容如下： 本文以水热法合成的SnS2为基质材料，选择氧化石墨烯（GO）、石墨相氮化碳（g-C3N4）、（聚乙烯吡咯烷酮（PVP）、十二烷基硫酸钠（C12H25SO4Na， K12）和柠檬酸（C6H8O7，CA））对SnS2进行改性，并通过X-射线粉末衍射（ XRD）、拉曼光谱（Raman）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外可见漫反射（UV-vis）、高分辨透射电镜（HRTEM）、电化学阻抗（EIS）、荧光光谱（PL）、比表面积测试（BET）、电子顺磁共振（EPR）等对复合产物进行形貌、结构、吸收边带等分析，对次甲基蓝、罗丹明B、结晶紫模拟污染物进行光催化降解。研究GO、g-C3N4、PVP、K12和CA对SnS2形貌、结构和催化性能的影响以及SnS2复合材料的形貌、结构、光催化性能、光催化动力学以及催化机理。 （一）以五水四氯化锡（SnCl4·5H2O）为锡源，硫代乙酰胺（C2H5NS)为硫源，采用水热法合成SnS2后，再分别通过水热法、研磨法和液相法复合5wt%、10wt%、15wt% 的GO 、g-C3N4 得到 SnS2/GO和SnS2/g-C3N4纳米复合光催化材料。通过对复合产物进行表征与分析。研究发现，复合GO、g-C3N4后，SnS2吸收太阳光的波长范围增大、比表面积增加、带隙减小、荧光强度及电阻降低，从而解决了SnS2光生电子-空穴对复合率高、光源利用率差和表面活性位点不足的问题。光催化反应80 min时， 15 mg G:SnS2/10wt%GO 对次甲基蓝的降解率达到92%、L:SnS2/5wt%g-C3N4在光催化反应140 min时降解率达到90%，与SnS2相比，复合光催化剂具有更好的光生电子-空穴对分离效果和光源利用率，更高效的催化效率和循环稳定性，该催化反应符合Langmuir-Hinshelwood一级动力学模型，SnS2/GO复合材料光催化降解次甲基蓝的过程中产生的活性物质主要是e－，SnS2/g-C3N4复合材料光催化降解次甲基蓝起主要催化作用的自由基是e－和·OH。 （二）采用水热法，以SnCl4·5H2O为锡源， C2H5NS为硫源，分别加入2.5%、5%、7.5%摩尔比的PVP、K12、CA，合成SnS2/PVP、SnS2/K12、SnS2/CA光催化剂。经过表征与分析，产物晶粒大小均匀，分散性好，结晶度高。PVP、K12、CA使 SnS2 吸收光的波长范围增大、电阻降低。SnS2/PVP、SnS2/K12、SnS2/CA光催化剂的光催化效率均优于纯SnS2。
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