Page 125 - 《精细化工》2021年第12期

第 12 期 李德丽，等: 坡缕石/Al 掺杂 CdS 复合材料光催化降解罗丹明 B ·2487·

D/%=[( 0 – t )/ 0 ]×100 （1） 效利用增加 [22] 。同时也验证了电负性较大的元素
2+
+
式中： 0 、 t 分别是染料的初始质量浓度、光照一 Ni、Ag 掺杂 CdS 后，Ni （X=1.91）、Ag （X=1.93）
定时间 t 的质量浓度，mg/L。 引起 S 原子核外的电子云密度增加，生成 Ni—S 或
Ag—S 键，结合能变化明显 [23] 。此外，图 2a 中出现
2 结果与讨论
的 C、O 元素可能与 CdS-Al、CdS 表面吸附了 CO 2
有关 [24] 。
2.1 材料表征
2.1.1 XRD 分析
PGS、CdS-Al 和 15% PGS/CdS-Al 的 XRD 谱图
如图 1 所示。由图 1 可知，Al 掺杂后的 CdS 在
2θ=24.7°、26.4°、28.2°、36.7°、43.8°、47.9°、51.9°
处出现了分别对应纯 CdS 的(100)、(002)、(101)、
(102)、(110)、(103)、(112)晶面的衍射峰（JCPDS No.
41-1049） [19-20] ，表明 Al 掺杂 CdS 没有影响其六方
晶体结构，与 Ni 掺杂 CdS 后没有新的晶态、结构
[9]
产生相符合 。与 PGS 复合后，上述衍射峰均出现
在 15% PGS/CdS-Al 中，可能是 PGS 负载量少的缘
故，仅在 2θ=8.3°处有一个弱衍射峰，2θ=26.5°处衍
射峰与 CdS 中 2θ=26.4°的衍射峰重合，其他特征衍
射峰没有出现。

图 1 CdS-Al、CdS、PGS 和 15% PGS/CdS-Al 的 XRD
谱图
Fig. 1 XRD patterns of CdS-Al, CdS, PGS and 15% PGS/
CdS-Al

2.1.2 XPS 分析

图 2 为 CdS-Al、CdS 的 XPS 谱图。由图 2a 可 图 2 CdS-Al、CdS 的 XPS 谱图
知，CdS-Al 的组成元素为 Cd、S、Al。CdS 中 Cd 2+ Fig. 2 XPS spectra of CdS-Al and CdS
2–
的 3d 5/2 、3d 3/2 峰及 S 的 2p 3/2 、2p 1/2 峰的结合能分
别是 404.8、411.6、161.3、162.5 eV [21] 。由图 2b、c 2.1.3 SEM 分析
3+
可知，当 Al 掺杂 CdS 后由于 Al 的电负性（X） 图 3 为 CdS-Al、PGS、15% PGS/CdS-Al 的 SEM
2+
2–
（X=1.61）仅比 Cd （X=1.69）小 0.08，S （X=2.58） 图及 CdS-Al、15% PGS/CdS-Al 的 EDS 谱图。溶剂
核外的电子云密度变化不大，其 2p 3/2 、2p 1/2 结合能 热法制备的 CdS-Al 为表面粗糙的中空微球，PGS
2+
没有明显变化，分别为 161.4、162.6 eV，Cd 的 3d 5/2 、 为针状。当二者复合后 CdS-Al 中空球体表面附有针
3d 3/2 结合能则为 405.0、411.8 eV。这一现象与 Mg 状 PGS（图 3a~c）。EDS 结果显示，CdS-Al 中含有
掺杂 CdS 的结果相似，Al 掺杂 CdS 没有产生新的 3 种元素 Cd、Al、S，15% PGS/CdS-Al 含有 Cd、
结晶形态（图 1）或结构变化，只是杂质的引入影 Al、S、Si 4 种元素，表明复合材料中 PGS 的存在
响了光生电子与空穴对的分离效率，对可见光的有 （图 3 d、e）。