編號：NMJS07722
篇名：電紡法構筑高光催化活性的Z型TiO2/g-C3N4/RGO三元異質結
作者：胡黎明 閆俊濤 王春蕾 柴波 李建芬
關鍵詞： 電紡 Z型 二氧化鈦/氮化碳/還原氧化石墨烯 三元異質結 光催化
機構： 武漢輕工大學化學與環(huán)境工程學院
摘要： 太陽能光催化技術廣泛應用于處理環(huán)境污水中.Z型光催化劑體系具有較強的氧化還原能力,降低半導體的帶隙,且使導帶更負,價帶更正,有效拓寬光生電子-空穴空間距離,抑制其復合,大大提高了光催化劑的催化性能,因此,構筑直接的Z型光催化體系已成為光催化領域的研究熱點之一.TiO2具有較好的光催化性能和良好的化學穩(wěn)定性,但其禁帶較寬,只能被太陽光中約占4%的紫外光激發(fā),對太陽光中約占50%的可見光不響應,且光生電子-空穴易復合.g-C3N4是非金屬光催化劑,具有較好的光催化活性,可見光吸收非常強,但比表面積較小,光生電子-空穴易復合.還原氧化石墨烯(RGO)具有大的比表面積和優(yōu)異的傳輸載流子能力,可顯著提高光催化劑的比表面積,同時降低電子空穴復合效率,從而在一定程度上改善光催化劑性能.大量研究證實,TiO2/g-C3N4/RGO三元異質結的光催化性能明顯優(yōu)于單組份TiO2,g-C3N4和二元TiO2/g-C3N4光催化劑,但現(xiàn)有制備工藝復雜且耗時,因此,簡易地構筑具有高光催化性能的Z型TiO2/g-C3N4/RGO三元異質結仍具有挑戰(zhàn)性.本文采用簡易的直接電紡法構筑了高光催化活性的Z型TiO2/g-C3N4/RGO三元異質結光催化劑,通過調節(jié)尿素的用量成功制備了一系列不同形貌的TiO2/g-C3N4/RGO三元異質結.并采用X-射線衍射、紅外光譜、拉曼光譜、X射線光電子能譜、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、紫外-可見漫反射吸收光譜、氮氣吸附-脫附測試、光電化學測試和熒光光譜等技術對所制備樣品的晶型、組成、形貌、光捕獲能力、載流子分離能力、比表面積、光電流、阻抗、光降解性能以及羥基自由基的生成進行系統(tǒng)性測試.以羅丹明B為目標探針分子,考察了模擬太陽光下所制備的光催化劑的光催化活性,結果表明,尿素添加量為0.6g時,電紡構筑的TiO2/g-C3N4/RGO三元異質結在60min具有99.1%的光�
