資源描述:
《石墨烯量子點(diǎn)tio2納米線復(fù)合材料的制備及其光催化性能》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、石墨烯量子點(diǎn)/TiO2納米線復(fù)合材料的制備及其光催化性能繡MM平頂山學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院鄭州大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院摘要:采用可控的電泳沉積法制備了結(jié)合力強(qiáng)、光催化效率高的石墨烯量子點(diǎn)(GQDs)修飾的TiO2納米線(TNWs)殼核結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。在模擬太陽光下,GQDs/TNWs殼核結(jié)構(gòu)復(fù)合材料光催化還原Cr(VT)的反應(yīng)速率較純TNWs提升了48%,其光催化活性提升的主要原因可歸結(jié)為:GQDs作為敏化劑提高復(fù)合材料的光譜吸收能力;GQDs超好的導(dǎo)電性促進(jìn)界而間光生電子的傳輸;核殼結(jié)構(gòu)使GQDs與TNWs兩相間具有最大的接觸面積,進(jìn)一步促進(jìn)載流子的分離
2、。GQDs/TNWs殼核結(jié)構(gòu)復(fù)合材料不僅展現(xiàn)出較強(qiáng)的還原Cr(VI)能力,而且對新型層狀光催化材料的設(shè)計(jì)提供了新的思路。關(guān)鍵詞:石墨烯量子點(diǎn);TiO2納米線;光催化性能;作者簡介:李松田(1963-),男,教授,主要從事光催化材料制備與應(yīng)用研究。E-mail:lisongtian@126.com收稿日期:2017-04-10基金:河南省科技計(jì)劃項(xiàng)目(172102210429)資助Preparationandphotocatalystpropertiesofgraphenequantumdots/Ti02nanowirecompositematerial
3、GAOHangDUPeng-weiSHENGPeng-taoLIWei—liLISong-tianPingdingshanUniversity;Abstract:Anovelshell/corenanocompositeofgraphenequantumdots(GQDs)modifiedTi02nanowirearrays(TNWs)wasfabricatedusingcontrollableelectrophoreticdepositionmethodwithhighbindingpowerandenhancedphotocatalyticeffi
4、ciency.ComparewithpureTNWs,thephotocatalyticactivitiestoreduceaqueousCr(VI)ofshell/coreGQDs/TiO2NWsincreasesby48%undersimulatedsunlight.Themainreasonsareasfollows,GQDsserveasphotosensitizerforenhancingspectralabsorptionofcomposite,theexcellentconductivityofGQDsacceleratesefficie
5、nttransportofphoton-generatedelectrons,theshell/corestructuremaximizestheinterfacialcontactbetweenTiO2andGQDswhichfurtherretardstherecombinationrateofphoto-inducedchargecarriers.Thisnovelshel1/corenanostructurecanhencenotonlyexhibitagreatpotentialforthereductionofCr(VI),butalsoo
6、fferablueprintforthefuturedesignofphotocatalysts.Keyword:graphenequantumdots;Ti02nanowire;photocatalystproperties;Received:2017-04-10六價(jià)鉻(Cr(VI))是常見的重金屬污染物之一,主要來源于皮革鞣制、油漆制備、電鍍及鉻鹽生產(chǎn),其毒性是三價(jià)鉻的300多倍,且在環(huán)境中可以穩(wěn)定存在,具有較強(qiáng)的致癌性和致畸性。美國飲用水標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,飲用水中Cr(VI)的安全濃度為10pg/L以下U1。目前,去除Cr(VI)的常用方法有物理吸附、離
7、子交換、化學(xué)沉淀、電沉積、溶劑萃取、反滲透及光催化還原等。其中,直接利用太陽能的光催化還原技術(shù)具有高效、綠色等優(yōu)點(diǎn),應(yīng)用前景樂觀m。在諸多半導(dǎo)體材料中,Ti02納米材料具有電學(xué)性能好、電子速率高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),因此得以廣泛應(yīng)用m。打02的三種晶型中以銳鈦礦型光催化活性最佳。另外,采用水熱法制備的一維單晶銳欽礦型TNWs可提供直接的電子傳輸路徑,提高光生電子的傳輸速率,進(jìn)而提高光電設(shè)備的性能Ill。由于TiO2具有較寬的帶隙(3.2eV),只有在紫外光譜范圍內(nèi)才具有光催化活性,因而在實(shí)際應(yīng)用屮受到了一定的限制。因此,擴(kuò)展Ti02納米材料的光譜響應(yīng)范
8、圍及光譜吸收能力顯得尤為重要。石墨烯是一種由碳原子緊密堆積而成的具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的二維材料,具有