Page 77 - 《精细化工）》2023年第10期

第 10 期 李 合，等: ZnS/ZnO 异质结光催化剂的应用研究进展 ·2155·

续表 1
时间/ 降解有机污染物 分解水产氢 CO 2 还原 参考
类型 形貌结构 光源
min 污染物 降解率 牺牲剂 产氢效率 产物 产量 文献
ZnS/ZnO 微球 250 W 汞灯 240 亚甲基蓝 95.0 — — — — [47]
−5
1×10 mol/L
ZnS/ZnO 4 W 紫外灯 60 甲基橙 93.7 — — — — [48]
中空核壳结构 3×10 mol/L
−5
ZnO/ZnS 300 W 氙灯 300 — — Na 2S/Na 2SO 3 2.4 mmol/(g·h) — — [21]
核壳纳米棒
ZnO/ZnS 300 W 氙灯 360 — — 甲醇 126.18 μmol/(g·h) — — [22]
核壳花状结构
ZnS/ZnO 150 W 氙灯 150 — — Na 2S 494.8 μmol/(g·h) — — [55]
纳米粒子
ZnS/ZnO 350 W 氙弧灯 180 — — 丙三醇 384 μmol/(g·h) — — [56]
纳米棒阵列
ZnS/ZnO 125 W 汞灯 300 — — — — •CO 2 − 45% [65]
纳米粒子
Z 型异 ZnS 纳米粒子/ 300 W 氙灯 240 — — Na 2S/Na 2SO 3 500 μmol/(g·h) — — [35]
质结 ZnO 纳米片
ZnO/ZnS 300 W 氙灯 180 — — Na 2S/Na 2SO 3 1552 μmol — — [57]
核壳纳米片
ZnO/ZnS 300 W 氙灯 300 — — — 146 μmol/(g·h) CO 15 μmol/g [34]
核壳纳米片
S 型异 ZnS 纳米粒子/ 350 W 氙灯 300 — — Na 2S/Na 2SO 3 15.7 mmol/(g·h) — — [40]
质结 ZnO 中空微球
分级结构 350 W 氙灯 180 — — Na 2S/Na 2SO 3 9.97 mmol/(g·h) — — [58]
ZnS/ZnO 花球
ZnS/ZnO 300 W 氙灯 540 — — — — CH 3OH 4.15 μmol/(g·h) [66]
纳米粒子
注：“—”文献未给出此项数据。

向的量子限制效应能够缩短载流子从催化剂内部
3 ZnS/ZnO 异质结光催化性能影响因素 迁移至表面所需的时间，降低载流子的体相复合几

率 [74-75] ；三维花状微球的开放型框架可以对入射光
3.1 形貌结构
光催化反应通常发生在催化剂的表面，因此催 进行多重反射，最大程度地提高材料对入射光的利
用率 [76] ；中空结构具有低的密度和高的孔隙率，其
化剂的表面形貌、维度和尺寸与其光催化性能密切
相关 [67-69] 。近年来，研究者已经通过调节制备方法 特殊形态的内部空腔和内表面可以提高材料对入射
和反应参数合成了多种不同形貌结构的 ZnS/ZnO 异 光的捕获效率并缩短载流子的转移距离 [48] 。当 ZnS
质结光催化剂，例如：纳米粒子、纳米棒、纳米片、 与 ZnO 复合形成 ZnO/ZnS 核壳结构时，ZnS 壳作为
花状微球、核壳纳米棒、核壳纳米片、中空核壳结 功能层处于外界环境与 ZnO 核之间，将在很大程度
构以及 ZnS 纳米粒子/ZnO 纳米棒、ZnS 纳米粒子/ 上改变 ZnO 核的性能。同时，与 ZnS 和 ZnO 相比，
ZnO 纳米片、ZnS 纳米粒子/ZnO 中空微球等分级结 核壳异质结界面处的禁带宽度将明显降低，光吸收
构（见表 1）。通常，特殊形貌结构的 ZnS/ZnO 异质 波长范围大幅度提高 [77] 。此外，构建 ZnS/ZnO 分级
结光催化剂会表现出更加优异的光催化性能，而不 结构可以通过异质结界面发挥 ZnS 和 ZnO 各自形貌
同形貌结构的 ZnS 和 ZnO 在光催化反应中起到的主 的优势而产生优异的协同作用，获得较高的光催化
要作用也有所不同。其中，零维纳米粒子通常具有 性能 [71] 。值得注意的是，调节 ZnS/ZnO 异质结光催
大的比表面积，能够为光催化反应提供丰富的表面 化剂的形貌结构也是调控其界面能带结构和异质结
活性位点 [70-71] ；一维纳米棒（线）的长程有序结构 类型的有效方式。
有利于载流子的定向迁移和分离，提高载流子的 3.2 组分比例
利用率 [72-73] ；二维纳米片的超薄结构及其沿面内方 异质结中各组分的组成比例也是影响其界面