塔伊夫大學(xué)理學(xué)院物理系Sultan Alomairy等--TiO2納米棒在氧化石墨烯納米片上部分還原分散降解雙酚A有機(jī)污染物

用于光催化破壞的半導(dǎo)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(guān)鍵因素。然而，利用水熱和改進(jìn)的Hummers方法，將一維二氧化鈦(TiO₂)半導(dǎo)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(fù)雜的程序，發(fā)現(xiàn)了這些催化劑的性質(zhì)，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TiO₂材料上進(jìn)行的。由于TiO₂與rGO之間的協(xié)同作用，rGO-TiO₂催化劑產(chǎn)生了良好的光催化效果。rGO-TiO₂的結(jié)構(gòu)研究證實(shí)，TiO₂與GO和rGO峰呈銳鈦礦相，形態(tài)表征表明，TiO₂納米棒與缺陷位點(diǎn)隨機(jī)整合到rGO納米片中。同時，在TiO₂中加入rGO會導(dǎo)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(jī)成分是雙酚A (BPA)。在可見光照射下，氧化還原反應(yīng)最終產(chǎn)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TiO₂和rGO-TiO₂納米棒的XRD峰。

圖2. （a）純TiO₂和（b）rGO-TiO₂的HR-SEM圖像。

圖3. （a）和（b）純rGO、（c）rGO-TiO₂的TEM圖像；（d）rGO-TiO₂的HAADF圖像和（e）rGO-TiO₂的HR-TEM圖像。

圖4. （a）純rGO和（b）rGO-TiO₂的EDX光譜。

圖5. rGO-TiO₂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TiO₂納米棒和rGO納米片-TiO₂納米棒的紫外-可見光譜。

圖7. 純TiO₂和rGO-TiO₂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(guān)系。

圖8. 可見光激發(fā)rGO-TiO₂材料的光催化機(jī)理。

相關(guān)研究成果由塔伊夫大學(xué)理學(xué)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 TiO₂ nanorods onto the partial reduction of graphene oxide nanosheets。

轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號



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