石墨烯/TiO2 复合材料的制备及其对甲基蓝的降解
2022-08-03李玉峰唐伟伟
高 微 ,王 俊,李玉峰,唐伟伟,张 喆
(1.攀枝花学院生物与化学工程学院,四川 攀枝花 617000;2.黑龙江科技大学材料科学与工程学院,黑龙江 哈尔滨 150022)
0 引言
在TiO2体系中添加无机材料是解决上述问题的方法之一。TiO2/无机复合材料可以通过提高光量子效率来提高TiO2的光催化性能。与TiO2复合常见的材料有活性炭[5]、碳纳米管[6]、富勒烯[7]、不锈钢[8]、石墨烯[9]、沸石[10]等。与不锈钢、沸石等无机填料相比,碳基材料因其自身较大的比表面积和较高的电荷载流子迁移率,使其成为最有前途的无机填料。研究结果显示,TiO2-碳纳米管、TiO2-富勒烯复合材料明显提高TiO2的光催化性能,但是也存在以下缺点:到达催化剂的光强度降低,碳纳米管、富勒烯与普通溶剂的润湿性差,分散效果较差等[11-12]。石墨烯,作为一种单层的二维材料,具有良好的吸附性能和清晰透明的结构,能够克服上述问题。TiO2与石墨烯复合,石墨烯可以提供电子,也可以成为电子的收集器,起到敏化剂的作用[13]。因此,制备GN/TiO2复合材料,通过TiO2和石墨烯之间的协同作用,提高材料的光催化性能。此外,石墨烯是一种稳定的天然矿物材料,使用过程不会造成二次污染,有利于环境保护。并且石墨烯质轻,易漂浮于水面,有利于回收再次利用。Liu 等[14]采用喷涂法制备石墨烯-TiO2复合膜,研究结果表明石墨烯的电子传递能力、比表面积及石墨烯与TiO2纳米颗粒的界面接触状态对材料的光催化性能都有重要影响。Thaweechai 等[15]成功制备石墨烯量子点/非晶态TiO2(GQD/α-TiO2)透明纳米复合溶胶,并研究其对罗丹明B 的降解性能,研究结果显示GQD 尺寸越小,与α-TiO2的相互作用程度越高,催化效果越好。……
