TiO2/CdS 異質結的制備及光催化和抗菌性能研究

張洪光，王 蒙，許 鳳

（1.齊齊哈爾醫學院藥學院，黑龍江齊齊哈爾161006；2.齊齊哈爾醫學院成人與繼續教育學院，黑龍江齊齊哈爾161006）

當今世界水污染問題日益嚴峻，大量的病原菌由此肆意滋生，嚴重影響了人類的健康及地球的可持續發展〔1〕。因此修復已經被嚴重污染的水體，殺滅其中滋生的病原菌，是當前急需解決的問題。傳統的修復環境的方法存在產生二次污染和耗能過高的缺點。而采用太陽能作為能源的光催化技術能夠有效地克服這些缺點〔2-3〕。 當前，最常用的光催化劑是TiO2，它具有造價便宜、化學和物理性質穩定、環境友好和容易回收再利用等優點〔4-6〕。但是由于TiO2帶隙能過大（3.2 eV），只能利用太陽光中的紫外光部分（約5%），且光照產生的光生電子和空穴容易發生復合，因此大大限制了它的實際應用〔7〕。

通過與一種窄帶隙的半導體形成異質結能夠明顯地克服TiO2光催化劑的缺點〔8〕。一方面，窄帶隙的半導體可以更好地吸收利用太陽光中的可見光，從而擴寬了樣品對光的吸收范圍；另一方面，由于兩種半導體的導帶和價帶的不同，可以使光生電子和空穴得到有效的分離，從而延遲了二者的重組，最終產生更多的活性物質使樣品表現出更好的光催化性能〔9〕。CdS 是一種常見的窄帶隙半導體，其帶隙能為2.4 eV，能與TiO2形成穩定的Ⅱ型異質結〔10〕。正因為如此， 選擇將CdS 樣品沉積到TiO2的表面得到TiO2/CdS 異質結微球具有明顯的實際意義。此外，考察了樣品對甲基橙的降解率和對革蘭氏陰性和陽性菌的抗菌效果，從而為設計用于水污染處理的新型高效的光催化劑提供參考。……