1. 研究目的与意义

CdS是一种典型的窄带隙半导体材料，由于其禁带宽度为2.4eV，且其导带电位比氢电极电位稍负，因而能够被可见光激发实现光解水制氢，因此在光催化研究领域一直备受关注。

本课题研究在甲酸体系中CdS的光催化分解水制氢性能，为利用太阳能光催化分解水制氢提供理论依据。

2. 国内外研究现状分析

1. 半导体光催化概述

1.1 光催化研究背景

随着经济与社会的发展，煤炭、石油、天然气等化学能源日益枯竭，同时自然生态环境也日趋恶化。现在，能源和环境问题已经成为全人类共同关注和急需解决的重要问题。因此，寻找高效、洁净、可再生的新能源，已经成为全球科研工作者的共同目标。风能、核能、潮汝能、地热能、氧能等新能源逐渐走进科学家的视野，他们已经在这些方面做了很多有意义的研究工作。其中，氧能因其无臭无毒、存储方便、燃烧值大、清洁无污染等诸多优点而备受关注。利用太阳能光催化分解水制氧，是解决能源与环境问题的一种有效途径。

1972年，a.fujishima和k.honda^[1]在n型半导体tio₂电极上发现了水的光电催化分解作用，提供了被认为是一种极具前途的环境污染深度净化技术。以此为契机，开始了多相催化研究的新纪元。经过几十年的发展，光催化在基础理论研究与应用研究方面都取得了重大进展并且逐渐形成了太阳能转化光催化和环境光催化两大分支。因此，我们有较深厚的理论基础进行光催化研究。

光催化剂是光催化过程的关键，而它的活性和稳定性又是光催化技术能否应用的一个重要因素。当前，研究的光催化剂主要分为两类：可见光激发的光催化剂和紫外光激发的光催化剂。可见光在太阳光谱中所占比例为大约43%，为了能充分地利用太阳能，研究具有可见光活性的催化剂具有非常重大的意义。目前，研究较多的可见光催化剂包括：硫化物（cds)、离子掺杂的半导体(如fe³ /tio₂)、复合半导体(如tio₂/cds)、染料敏化半导体(eosin y-tio₂)及新型可见光响应光催化剂(如h₄nb₆o₁₇/cd_1-xzn_xs层状化合物）。紫外光激发的光催化剂包括：金属氧化物(如tio₂)和金属硫化物(如zns)。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

本课题拟制备cds粉末，对其结构、光学性能、形貌等进行表征，在甲酸体系中探讨cds光催化分解水制氢性能。

研究计划：

4. 研究创新点

本课题研究Na₂S和Na₂SO₃体系中CdS的光催化分解水制氢性能，探讨不同的反应温度和牺牲剂的浓度对光催化制氢性能的影响，并进行机理分析，为利用太阳能光催化分解水制氢提供理论依据。