1. 研究目的与意义
环境和能源是21世纪人类面临和亟待解决的重大问题。氢能作为一种高热值、可再生、无污染的清洁能源，其开发与利用引起了广泛关注。利用太阳能光催化分解水制氢被认为是解决能源问题最有前景的方法之一，而光催化制氢的关键是开发高效的具有可见光响应能力的光催化剂。
催化分解水历史已有四十余年，光催化剂种类的开发成果更是丰硕。主要包括金属氧化物，氮化物，硫化物，掺杂的金属氧化物，硫化物固溶体等。其中，硫化物固溶体的能带结构可由成分配比来调控，且具有良好的稳定性、合适的带隙能、在可见光下有响等特点，故其逐渐成光解水制氢领域中的研究热点。
cds是ii-vi族化合物半导体材料，它的禁带宽度约为2.42ev，具有很高的光催化活性，能够被可见光激发而进行光催化分解水或降解有机污染物，且其结构简单，容易制备。但是在紫外-可见光照射下，容易产生严重的光蚀现象，影响光催化性能。zns由于其导带位置高而具有很好的活性，但是因为带隙较宽，只在紫外光下具有响应。然而，cds和zns可形成znxcdl-xs固溶体，它可以在某种程度上同时解决cds和zns的缺点，并且znxcdl-xs固溶体的带隙和可见光响应能力可以随着元素比例(x值)的变化而变化。
2. 国内外研究现状分析
氢能以其燃烧热值高，燃烧产物是水，没有灰渣和废气，不会污染环境等优点成为21世纪最理想的能源之一。越来越多的人致力于研究以自然资源而非化石资源为原料的制氢技术。
1972年，日本学者fijishima和honda等人第一次报道了利用tio2进行光解水制氢这一崭新的发现，从此开辟了通过光催化分解水制氢的新能源领域，这一重大发现为我们使用太阳能提供了光催化分解水制氢这样一个崭新的道路。从有光催化领域以来，光催化材料的门类能概括的归结为这样几类：以tio2为首的氧化物、以taon为首的氮氧化物、以zns为首的硫化物以及多元的固溶体光催化材料。
在已报道的大量半导体光催化剂中，cds的禁带宽度为2.42ev，在可见光区位于400nm-550nm范围内都有一强吸收带，对可见光具有良好的吸收效果。在到达地面的太阳光中，可见光占50%左右，由于cds半导体的吸收光谱与到达地面的太阳光谱十分匹配，为利用太阳光进行光催化反应提供了良好的条件，因而受到广泛关注。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：
1.znxcd1-xs固溶体光催化剂的制备，并优化得到最佳工艺。
2.利用xrd、ir、uv对znxcd1-xs结构进行表征。
4. 研究创新点
目前有许多具有较高活性的光催化剂(如tio2、zno等)能用于光解水制氢，但这些催化剂大部分只能吸收紫外光。由于太阳能中紫外光只占2％～3％，为了更有效地利用太阳能，有必要寻找具有可见光活性的光催化剂。硫化物固溶体光催化剂是一种新型可见光催化剂，而且通过金属离子掺杂可进一步提高其可见光活性。
znxcdl-xs固溶体，它综合了cds和zns的所有优点，并且znxcdl-xs固溶体的带隙和可见光响应能力可以随着元素比例(x值)的变化而变化。本课题研究成功后，将得到新型的光催化剂znxcdl-xs固溶体。具有重要的理论意义。
l课题研究的创新点和可行性分析
