程港莉, 胡佩伟, 2,*, 张炎, 高润琴

1.武汉科技大学 资源与环境工程学院，湖北 武汉 430081;2.冶金矿产资源高效利用与造块湖北省重点实验室，湖北 武汉 430081

引言

黑色TiO2(b-TiO2)作为一种新型光催化材料，通过能级优化增强对光的捕获能力，可有效提高其光催化性能[1-3]。但b-TiO2纳米粒子易团聚，光生电子-空穴对易复合等缺点限制了其实际应用[4-5]。为进一步增强b-TiO2的可见光活性，越来越多的研究致力于对b-TiO2进行改性，如半导体复合、非金属掺杂以及贵金属沉积等。Jo等[6]使用绿色超声工艺制备了g-C3N4(CN)纳米片，并与Ag/黑色二氧化钛纳米复合材料(AgBT)组合，形成二维CN/Ag/黑色二氧化钛三复合材料(CNAgBT)。与掺N的TiO2/WO3复合材料(43%)和掺N的棒状TiO2(57%)相比，CNAgBT光催化剂分别表现出更高的正己烷降解效率(49%)和间二甲苯分解效率(79%)。Cao等[7]通过表面蒸发诱导自组装(EISA)过程，结合蚀刻工艺和原位固体化学还原策略，成功制备了具有高结晶度的介孔黑色N-TiO2-x空心球，N和Ti3+的共掺杂使得材料带隙缩小为2.37 eV，128 m2/g的大比表面积为其提供了更多的表面活性中心，同时独特的空心球结构更有利于光的收集和折射。Duan等[8]通过光化学还原和后退火成功合成了Ag-TiO2-x纳米复合材料，贵金属Ag的沉积大大增加了光吸收并促进了电荷分离。上述b-TiO2改性方法均涉及到使用贵金属、复杂的工艺和苛刻的制备条件，而通过复合改性制备负载型b-TiO2具有流程简单、条件易控制、实现吸附-催化协同应用的特点，同样有望获得性能优异的光催化复合材料。如碳纳米管、石墨烯和碳纤维等[9-10]具有高化学稳定性，是b-TiO2复合改性常用的材料。……