一般来说，材料的多级结构有利于光催化材料对于光照能量的吸收，而增大比表面积可以增加材料的活性位点和反应位置的交互传输。形貌结构控制可以较好的对光催化材料进行改性达到提高材料性能的目的。

(2) 掺杂改性

掺杂改性是通过掺杂杂质离子或单质提高半导体光催化材料催化性能的重要方法。掺杂金属离子会形成电子捕捉中心，并且改变半导体光催化材料的结晶度，进而降低电子与空穴的重新结合的效率，增加催化材料表面的电子与空穴，增强材料表面发生的氧化还原反应程度。实验证明，掺杂金属离子的浓度对半导体光催化材料的性能影响较大。可是，掺杂金属离子易于降低半导体光催化材料的稳定性，于是科研工作者便研究非金属掺杂改性，对于非金属掺杂，研究发现非金属掺杂可能引起半导体价带上升，形成O型空位缺陷，能有力的抑制光催化过程的再氧化现象，例如碳元素掺杂的TiO2对稳定的孔雀蓝染料进行有效的氧化降解。除了以上两种方法，还有金属加非金属一起掺杂和半导体固有元素自掺杂的方法，都有不同程度的提高催化剂光催化性能的效果。虽然掺杂改性能有效的增强光催化剂的光催化性能，但是由于影响因素多，影响大等特点，造成掺杂改性研究的复杂性。

(3) 复合改性

耗费46年的研究，大多半导体材料都被发现了具有光催化性能，但是这些光催化材料都因为或多或少有部分缺点而在工业化使用受到限制。例如，TiO2具有廉价、低毒、稳定等特点，但缺点是禁带带隙较宽，对光能利用率不高；而CdS虽然具有适中的禁带带隙、适中的价带和导带位置、高吸光能力等特点，但是其却有光反应容易发生光腐蚀效应的缺点。复合改性就是将半导体光催化材料与另一种能导电的贵金属纳米材料、半导体材料或导电聚合物进行复合，利用多种材料的优点，达到互相弥补缺点的目的，提高光催化材料的光催化性能。

1.3 硫化镉光催化材料的研究现状

CdS有纤锌矿结构与闪锌矿结构两种晶体结构，具有六方对称性的纤锌矿结构与立方对称性的闪锌矿结构的特征十分相似。CdS能呈现两种半导体特性，一种是常见的n型半导体特性，由于CdS常出现Cd过剩的现象，形成的S空位和深受体能级使得CdS呈现出n型半导体特性；二是不易得到也不常见的p型半导体特性，一般通过掺杂等方法得到。通过其他方法也可以改善其性质。

本文重点研究呈现n型半导体特性的CdS材料，这种材料的禁带宽度（2.4eV）适中，且容易制得，使得这种材料在光催化领域有很深的研究价值以及广泛的应用前景。虽然，CdS对光有很好的吸收效果，但是由于其光生载流子的迁移速度以及CdS固体内部、表面载流子的复合速率过快而造成光腐蚀效应，极大的制约了CdS的发展和应用。为了解决或抑制CdS的光催化效应，研究人员做了大量的实验后发现通过控制CdS的形貌结构和复合改性是比较有效的两种方法。

1.3.1 硫化镉的形貌结构控制

CdS的两种晶体结构中，立方晶相闪锌矿结构的堆垛方式为ABCABCABC，六方晶相纤锌矿的堆垛方式为ABABAB。六方晶相CdS由四面体S2-晶面和Cd2+堆垛构成。CdS具有极性表面，极性表面一般为底部的晶面。由于Cd-（0001）晶面带正电，S-（000）带负电，使晶体产生偶极矩，造成c轴方向自发极化，使得不同晶面带有不同晶面能[8]。不同的晶面具有的不同晶面能，同时不同的晶面之间不同的极性和不同的反应活性，是纤锌矿CdS生长趋势的各向异性的主要原因。为了达到调节CdS的比表面积、缩短光生载流子迁移到固体表面的路径的效果，可以通过改变CdS的尺寸以及不同优势晶面的方法。