用于光催化破壞的半導體金屬氧化物的創(chuàng)新組合的概念是去除環(huán)境污染物的關鍵因素。然而，利用水熱和改進的Hummers方法，將一維二氧化鈦(TiO
2)半導體納米棒嵌入二維氧化石墨烯(rGO)納米片上，這是第一次使這種組合成為可能。通過幾個復雜的程序，發(fā)現(xiàn)了這些催化劑的性質，然后用紫外和可見光源檢查了雙酚A的降解。此外，所有分析都是在純TiO
2材料上進行的。由于TiO
2與rGO之間的協(xié)同作用，rGO-TiO
2催化劑產生了良好的光催化效果。rGO-TiO
2的結構研究證實，TiO
2與GO和rGO峰呈銳鈦礦相，形態(tài)表征表明，TiO
2納米棒與缺陷位點隨機整合到rGO納米片中。同時，在TiO
2中加入rGO會導致電荷分離和π-π相互作用，從而提高可見光吸收范圍。在本研究中，光催化降解的主要模式有機成分是雙酚A (BPA)。在可見光照射下，氧化還原反應最終產生OH自由基。此外，由于石墨烯π-π相互作用，rGO表面吸附苯酚分子，從而縮小帶隙，提高雙酚A降解效率。
圖1. （a）純TiO
2和rGO-TiO
2納米棒的XRD峰。
圖2. （a）純TiO
2和（b）rGO-TiO
2的HR-SEM圖像。
圖3. （a）和（b）純rGO、（c）rGO-TiO
2的TEM圖像；（d）rGO-TiO
2的HAADF圖像和（e）rGO-TiO
2的HR-TEM圖像。
圖4. （a）純rGO和（b）rGO-TiO
2的EDX光譜。
圖5. rGO-TiO
2催化劑中（a）Ti 2P峰、（b）C 1S峰和（c）O 1S峰的HR-XPS光譜。
圖6. 純TiO
2納米棒和rGO納米片-TiO
2納米棒的紫外-可見光譜。
圖7. 純TiO
2和rGO-TiO
2的合成光催化溶液在（a）UV光源和（b）可見光源下的濃度與照射時間的關系。
圖8. 可見光激發(fā)rGO-TiO
2材料的光催化機理。
相關研究成果由塔伊夫大學理學院物理系Sultan Alomairy等人于2023年發(fā)表在Chemosphere (https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.140143 )上。原文：The degradation of bisphenol-A organic pollutant using the dispersal of TiO
2 nanorods onto the partial reduction of graphene oxide nanosheets。
轉自《石墨烯研究》公眾號
