3.2 CdS的SEM分析 13

3.3 MOF的XRD分析 14

3.4 MOF的SEM分析 14

3.5 CdS-Zr-MOF复合材料的XRD分析 15

3.6 CdS-Zr-MOF复合材料的SEM分析 15

3.7 CdS-Zr-MOF复合材料的TEM分析 15

3.8 有机物降解性能数据分析 16

3.9 荧光寿命检测数据分析 17

3.10 固体紫外光可见吸收测试数据分析 17

3.11 光电效应检测数据分析 18

4 结论 19

致  谢 20

参考文献 21

1 绪论

1.1 引言

随着近现代工业化的进程和能源的不断开发，随之而来的工业污染与能源缺乏问题日趋严重。人们迫切的想要寻找处理环境污染物的新材料和新的能源生产方式。而自利用n型TiO2电极可发生水的光电催化分解制备H2和O2被Fujishima和Honda在1972年发现并报道以后[1]，科学工作者做了大量的深入研究，至今已经实现了光催化技术的应用。

现如今，太阳能成为解决环境污染问题和能源问题的最佳选择，而光催化材料的研究更是太阳能解决污染问题与环境问题的核心。因纳米半导体具有光催化性质，利用太阳能转化处理污染物，不需耗费其他的能源，并且不会附带产生其他的污染物，且本身无毒害，不污染环境的同时还可循环利用，极高的减少了能源的损耗。故光催化材料大多是金属氧化物，其中包含过渡金属氧化物、主族金属氧化物、多元复合氧化物以及氮化物、磷化物、和金属硫化物[2]。半导体材料当中属二氧化钛、氧化锌、氧化锆、硫化镉、硫化锌等倍受研究者青睐。其中硫化镉因其禁带宽度窄且容易制备而成为用于光催化降解有机污染物的研究热点。但由于硫化镉在实际应用中容易发生光腐蚀效应而造成光催化材料稳定性降低，使硫化镉的应用受到局限。

金属有机骨架材料，简称MOFs，是一种新型的无机多孔材料。在化学、物理、生物等领域都有较多的应用。它同时具备有机材料和无机材料的特点，在具有较大的表面面积的同时还可在其结构中加入有机配体使其具有有机物的特点。具体可应用于存储气体、吸附杂质、感光催化、承载药物等方面。其中，Zr-MOFs材料由于其高度稳定的特性而被广泛应用。

因此，将CdS与Zr-MOFs材料进行复合可以在解决CdS易发生光腐蚀效应的同时利用Zr-MOFs的吸附特性提高CdS光催化反应的效率。

1.2 半导体光催化材料

1.2.1 半导体光催化材料简述

光催化材料可以简单归纳为一种可以在光照下自身不发生变化，却能促进其他反应过程的催化剂。自1972年日本学者Fujishima和Honda于TiO2电极上发现水的光电解反应能分解水生成H2和O2，以及四年后Frank利用半导体的催化性能将半导体用于污染物的转化处理以后。以二氧化钛为代表的很多半导体光催化材料，都有了快速的发展。但是，由于TiO2的光响应范围在紫外光区，受光照时对光能的吸收少，造成TiO2的光催化性能低，制约了TiO2作为半导体材料在光催化领域的发展。近年来，对TiO2的改性的研究主要为提高TiO2对光能的吸收效率。同时，其他有光催化性能的半导体材料如：ZnO、CdS、WO3、Fe2O3等的研究也取得了不错的进展。其中CdS半导体光催化材料具有禁带宽度窄，获取制备简单等优点，但由于其在实际应用中易产生光腐蚀效应，制约了CdS作为光催化材料的发展。所以，对于CdS的改性研究也是现在光催化材料研究的热点之一。

1.2.2 光催化反应简述

光催化反应是一个复杂的物理化学反应过程，至今对这一现象的解释多以能带理论为主。能带理论利用量子力学的方法来研究材料内部电子运动的规律。晶体中按能量高低分为低能级和高能级，并且能级与能级之间各自分离，充满电子的最高能级就是价带顶，而相对的空能级就是导带，从导带底端到禁带顶端的能级差称为半导体材料的禁带宽度[4]。