硫改性氧化锌薄膜的结构、形貌、光学及光催化性能在环境应用中的研究

本综述系统探讨了硫（S）掺杂对氧化锌（ZnO）薄膜结构、形貌、光学性质及光催化性能的调控作用，通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）和紫外-可见光谱（UV-VIS）等表征手段，证实S掺杂可减小晶粒尺寸、增加表面粗糙度、降低带隙（3.26 eV→3.23 eV），并显著提升对亚甲基蓝（MB）的光降解效率。研究突显了S掺杂ZnO薄膜在太阳能驱动的废水处理中的稳定性与可重复使用性，为环境修复材料设计提供了新策略。

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Chemical and materials

本研究采用多种化学试剂，包括二水合醋酸锌[Zn(CH₃OO)₂·2H₂O，纯度99%，MERCK]、无水硫酸钠[Na₂SO₄，纯度≥98%，Sigma-Aldrich]、单乙醇胺（MEA）[C₂H₇NO，纯度99%，Sigma-Aldrich]、乙醇[C₂H₆O，纯度99.8%，VWR]、二水合亚甲基蓝（MB）[C₁₆H₁₈ClN₃S·2H₂O，纯度99%，Sigma-Aldrich]，以及尺寸为25.0×37.6 mm²、厚度1–1.2 mm的玻璃基片用于薄膜沉积。

Structural investigation

通过X射线衍射（XRD）分析不同硫掺杂浓度的ZnO薄膜（图2），在30°至70°衍射角范围内观察到七个明显峰位，对应(100)、(002)、(101)、(102)、(110)、(103)和(112)晶面，与标准ICDD卡片（编号00–036-1451）的ZnO六方结构完全匹配。未检测到杂质相或二次相，表明硫成功掺入ZnO晶格而未破坏其晶体完整性。

Conclusion

本研究采用浸涂技术在玻璃基板上制备了纯ZnO及硫掺杂ZnO薄膜，并通过XRD、EDS（能量色散X射线光谱）、SEM、AFM和UV-VIS等手段对材料进行了系统表征。薄膜作为光催化剂在紫外光和太阳光下对亚甲基蓝降解表现出优异性能，其中2%硫掺杂ZnO薄膜的光催化活性显著优于纯ZnO。