Hocheffiziente Zersetzung von Farbstoffen durch ZnxCd1−xS Festlösungen unter sichtbarem Licht

Nanokristalline ZnxCd1−xS Festlösungen wurden erfolgreich und einfach durch hydrothermische Prozesse unter Verwendung stabiler, weniger toxischer, anorganischer Salze Cd(Ac)2, Zn(Ac)2 und Na2S als Reaktanten hergestellt. Die Bandlücke der Festlösungen kann durch die Änderung der stöchiometrischen Verhältnisse von Cd und Zn angepasst werden. Mit zunehmendem molaren Anteil von Cd verschoben sich die Röntgenbeugungsspitzen der ZnxCd1−xS Nanokristalle allmählich zu kleinen Winkeln. Bei der Verwendung der photocatalytischen Zersetzung von Methylorange als Modellreaktionen in der wässrigen Phase unter sichtbarem Licht (λ > 420 nm) wiesen die unter den Bedingungen (Cd/Zn = 3:1, 160 °C, 16 h) hergestellten Proben die beste Aktivität auf. Der Durchmesser der Partikel betrug etwa 15 nm. Die Transmissions-Elektronenmikroskopie zeigte, dass die Partikel kugelförmig und homogen waren. Die photocatalytische Umwandlung betrug bis zu 96% und war eindeutig überlegen gegenüber der Zersetzung von CdS und TiO2−xNx unter identischen Bedingungen. Zur Analyse der Zersetzungsprodukte wurde die Flüssigkeitschromatographie/Massenspektrometrie eingesetzt. Die Röntgenfotoelektronenspektroskopie detektierte den Valenzzustand der Elemente in den Proben vor und nach der Zersetzung. Gleichzeitig wurde auch eine gute Wirkung bei der Zersetzung von p-Hydroxyazobenzol, Rhodamin B und Congo-Red erzielt.