TiO2-石墨烯光催化剂：制备及引入石墨烯的方法对光催化性能的影响VIP专享VIP免费

第28卷第2期2012年2月无机化学学报CHINESEJ0URNALOFIN0RGANICCHEMISTRYVo1．28No．2357．361TiO2．石墨烯光催化剂：制备及引入石墨烯的方法对光催化性能的影响耿静漪，2朱新生，1杜玉扣，2(苏’1,1大学纺织与服装工程学院，苏州215123)(苏州大学化学化工学院，苏州215123)摘要：利用溶胶一凝胶法原位制备了二氧化钛／石墨烯(Ti0GE)复合光催化剂，研究了纯TiO：以及不同方法制备的TiO一GE复合光催化剂对亚甲基蓝及罗丹明B光催化降解性能。结果表明：石墨烯的引入提高了TiO的光催活性，这主要是得益于石墨烯优异的电子传输性能及较好吸附特性。不同方法制备TiO：．GE复合催化剂的光催化活性也存在较大差别。原位制备的TiO2．GE复合光催化剂表现出最佳的光催化活性。关键词：溶胶一凝胶法；TiO2一GE；光催化活性中图分类号：0643．3；0643．36；TQ132．41；TB331文献标识码：A文章编号：1001—4861(2012)02—0357-05TiO2-GraphenePhotocatalyst：PreparationandEfectoftheIntroducationofGrapheneonPhotocatalyticPerformanceGENGJing—YiZHUXin—ShengDUYu—Kou，(CollegeofTextileandClothingEngineering,SoochowUniversity,Suzhou215123，China)(CollegeofChemistry,ChemicalEngineeringandMaterialsScience，SoochowUniversity,Suzhou215123，China)Abstract：Titania／graphene(TiO2-GE)compositephotocatalysthasbeenin—situsynthesizedbysol—gelmethod．ThephotocatalyticperformanceofpureTi02andTiO2-GEcompositeobtainedbydifferentmethodshasbeeninvestigatedusingtheph0todegradati0nofmethylthioninechlorideandrhodamineBasmodelreactions．TheresultsshowthatthephotocatalyticactivityofTi02-GEcompositeismuchhigherthanthatofpureTiO2duetorapidelectronictransmissionandthegoodadsorptionofGE．Additionally，theas—preparedTiOz-GEcompositesobtainedwithdifferentpreparationmethodshavedifferentactivitiesinthephotodegradationofmethyhhioninechlorideandrhodamineB．TheTiO2一GEcompositesynthesizedbyin—situsol-gelmethodshowsthehighestphotocatalyticactivity．Keywords：sol--gel；TiO2--GE；photocatalyticactivity石墨烯(graphene．GE)是唯一存在二维自由态的原子晶体0-5]。它是构筑零维富勒烯、一维碳纳米管、三维体相石墨等sp2杂化碳的基本结构单元。石墨烯具有极大的比表面积和较低的生产成本等优异的性能．非常适合于开发高性能的复合材料。Yoo等[6-71研究了石墨烯及其与CNTs、C砷和SnO复合材料应用于锂离子二次电池负极材料中的性能．表明石墨收稿日期：2011-09．14。收修改稿日期：2011-1027。国家自然科学基金(No．51073114)资助项目。通讯联系人。E—mail：duyk@suda．edu．cn，Tel：(0512)65880361烯的加人可大大提高锂离子电池负极材料的比容量和循环稳定性Kong等[81通过真空抽滤石墨烯悬浮液．将石墨烯薄片附着在石英基片上．然后将基片浸入HAuC1水溶液中，合成了Au／GE复合物，通过循环操作得到了石墨烯和Au纳米粒子交替逐层叠加的复合物，该方法无需还原剂即可还原Au3+．负电性的石墨烯起到了还原剂的作用Luechinger等[91不使358无机化学学报第28卷用表面活性剂．直接以石墨烯作为分散剂包裹在Co表面．然后与聚合物(PMMAPEO)复合．得到了GE／Co／聚合物复合材料该材料同时具备金属与聚合物的优异性能．为石墨烯的应用提供了新的途径TiO，具有氧化能力强、降解完全和可以重复使用等优点，在污水处理[1ore]、光电转换ll2】、清洁材料的制备l13]等方面备受关注但TiO，的带隙较宽f约3．2eV1．只能在波长小于378nm的紫外区显示光化学活性．对太阳能的利用率小于10％．同时其光生电子和空穴容易发生复合．从而降低光催化效率低。因此．如何提高TiO，光催化活性是研究其光催化技术实用的关键由于光激发TiO，产生的电子空穴对极易复合．所以利用石墨烯独特的电子传输特性降低光生载流子的复合．从而提高TiO，光催化效率是当前这一领域的一个研究热点Kamat等㈣将氧化石墨粉末加入TiO，胶体分散液中超声．得到氧化石墨烯包裹TiO，纳米粒子的...