石墨烯/氧化锌复合材料的高效水热制备与光催化性能提升

氧化锌/石墨烯复合材料的水热制备及其光催化性能研究由马晶、褚佳等人进行，他们利用石墨烯作为载体和醋酸锌作为半导体前驱体，在水热条件下进行合成。这项工作是基于石墨烯的优秀电子传输特性，石墨烯以其独特的二维结构和高的载流子迁移率，被用于增强氧化锌的光催化性能。 首先，研究人员通过水热法成功制备出氧化锌均匀分散在石墨烯表面的复合材料。X射线衍射（XRD）分析确认了材料的晶体结构，红外光谱（FT-IR）则揭示了它们之间的化学键合情况。扫描电子显微镜（SEM）提供了关于复合材料微观形貌的直观观察，而拉曼光谱（Raman）则进一步探查了材料内部的振动模式，有助于理解电子转移过程。 结果显示，氧化锌在水热反应过程中形成了高结晶度，这有助于优化电子的传输路径。石墨烯与氧化锌之间形成的界面耦合对于增强光催化性能至关重要。这种耦合使得电子能从氧化锌的价带迅速传递到石墨烯，显著提升了复合材料的光降解效率。具体来说，氧化锌/石墨烯复合材料的光降解效率高达89.84%，远超商业化二氧化钛（47.68%）的性能。一级光降解反应速率常数更是达到了0.012 min^-1，显示出高效稳定的催化活性。 这一研究成果的重要性在于，它展示了氧化锌/石墨烯复合材料在光催化领域的巨大潜力，为开发新型高效的光催化剂提供了创新策略。这对于解决环境问题，如污染物的光降解，具有实际应用价值。此外，该研究也为构建其他基于石墨烯的半导体复合材料提供了一种新的设计思路，推动了无机化学和材料科学的进步。这项首发论文的研究成果将对光催化技术的发展产生深远影响。