Microwave-Assisted Synthesis and Photocatalytic Properties of Carbon Nanotube/Zinc Sulfide Heterostructures

材料科学 硫化锌 甲基橙 光催化 异质结 碳纳米管 光致发光 化学工程 光降解 纳米颗粒 纳米技术 透射电子显微镜 光电子学 催化作用 化学 有机化学 冶金 工程类
作者
Huaqiang Wu,Qianyi Wang,Youzhi Yao,Qian Cheng,Xiaojun Zhang,Xian‐Wen Wei
出处
期刊:Journal of Physical Chemistry C [American Chemical Society]
卷期号:112 (43): 16779-16783 被引量:69
标识
DOI:10.1021/jp8069018
摘要

The multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) wrapped with face-centered cubic ZnS nanospheres with a uniform and small diameter have been prepared to form MWCNT/ZnS heterostructures by microwave irradiation. Zinc acetate (Zn(Ac)2) and thioacetamide (TAA) were used as the zinc and sulfur sources, respectively. The dispersion, morphology, ratio of loading, and size of the ZnS nanospheres in the range of 11.7 to 24.5 nm can be controlled easily by adjusting the microwave power, the initial concentration of Zn(Ac)2, and the molar ratios of Zn(Ac)2/TAA and Zn(Ac)2/MWCNTs. The heterostructures have been characterized by X-ray powder diffraction, and scanning and transmission electron microscopy. The results show that the surfaces of MWCNTs are not only randomly decorated with ZnS layers composed of uniform ZnS nanoparticles but also show that some spherelike ZnS nanoparticles are aggregated and deposited on the ZnS layers. A photoluminescence spectrum showed that the MWCNT/ZnS heterostructures feature a broad blue emission at around 432 nm (λex = 376 nm). The MWCNT/ZnS heterostructures also show an excellent photocatalytic activity toward the photodegradation of methyl orange.
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