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第 2 期 张转芳,等: CuS/GO 纳米复合材料的制备及光催化降解性能 ·239·
图 1 CuS/GO 及 GO 的 FTIR(a);CuS/GO、GO 及 G
的 XRD 图像(b) 图 2 CuS/GO 的 XPS 全谱谱图(a);Cu 2p 的 XPS 谱图
Fig. 1 (a) FTIR spectra of CuS/GO and GO; (b) XRD (b);S 1s 的 XPS 谱图(c);C 1s 的 XPS 谱图(d)
patterns of CuS/GO, GO and G Fig. 2 (a) XPS spectra of CuS/GO; (b) XPS spectra of Cu
2p; (c) XPS spectra of S 1s; (d) XPS spectra of C 1s
2.2 XPS 分析
从全谱(图 2a)可以看到,在整个复合材料中
由于样品为 CuS/GO 纳米复合材料,并且 CuS
主要有 Cu、S、O 和 C 峰。Cu 的高分辨 XPS 谱图
纳米粒子基本以化学方式负载在氧化石墨烯表面,
(图 2b)中,二价铜离子的轨道 Cu 2p 3/2 、Cu 2p 1/2
这样导致氧化石墨烯表面元素的化学环境发生变 [13]
峰值分别为 932.8 和 952.8 eV 。S 1s 的 XPS 谱图
化,对样品进行 XPS 测试,见图 2。 (图 2c)可以看到呈现两个主要特征峰,分别为
163.3 和 168.8 eV,并且这两个峰轨道旋转能量差为
2–
5.5 eV,峰的分离值可以归属为 S 的结合能 [14] 。如
图 2d 所示,在 285.62,284.64 和 288.50 eV 处有 3
个结合能分别归属于 C—C,C—O 以及 O==C—
OH [15] 。通过 XPS 表征结果可以确定复合材料的组
成以及价态变化,进一步确定成功合成了 CuS/GO
纳米复合材料。
2.3 形貌分析
从 GO 的 TEM 图(图 3a)可以看到,作为支
撑材料氧化石墨烯分散非常好,并且片层非常薄,
这样有利于作为负载金属硫化物纳米粒子的支撑材
料。从 CuS/GO 纳米复合材料的 TEM 图(3b)可以
看到,CuS 纳米粒子非常均匀地分布在氧化石墨烯
上,且粒径为 10~ 20 nm 左右。CuS/GO 纳米复合材
料的 SEM 图(图 3c)可以看到,硫化铜纳米粒子
在氧化石墨烯片层上下层都有分布,这样分布均匀
的硫化铜纳米粒子有利于光生载流子的传输,并且
氧化石墨烯的片层增加光生载流子传输速度,可以
成为光催化的捕获中心。CuS/GO 的高分辨透射电镜