TiO2/Fe3O4/MWCNTs复合光催化剂的制备与性能分析

"TiO2/Fe3O4/MWCNTs光催化剂的制备与光催化性能研究，罗莹莹，林鑫雨，闫永胜，江苏大学化学化工学院" 这篇论文聚焦于一种新型的光催化剂——TiO2/Fe3O4/MWCNTs复合材料的制备及其在光催化性能上的研究。光催化是一种环保且有效的技术，常用于去除环境中的有害污染物。然而，传统的光催化剂，如纯TiO2，由于自身的局限性，如光吸收范围窄、光生电子-空穴对的快速重组等，限制了其在实际应用中的效率。 论文中提到，为了解决这些问题，科研人员采用了半导体复合和分子印迹技术对光催化剂进行改性。在这种复合材料中，TiO2是主要的光活性组分，Fe3O4提供了磁性，使得催化剂易于回收，而MWCNTs（多壁碳纳米管）则增强了材料的导电性和比表面积，有助于提高光催化效率。 实验部分，研究人员通过一系列先进的分析手段对复合光催化剂进行了全面表征。XRD（X射线粉末衍射）用于确认材料的晶体结构；SEM（扫描电子显微镜）和TEM（透射电子显微镜）揭示了材料的表面微观形貌；EDS（能量色散谱）检测了元素组成；FT-IR（傅里叶变换红外光谱）分析了官能团；UV-vis DRS（紫外-可见漫反射光谱）考察了光吸收特性；TGA（热重分析）评估了材料的热稳定性；VSM（振动样品磁强计）测量了磁性性能。 实验结果显示，TiO2/Fe3O4/MWCNTs复合光催化剂在有外源阳离子存在时，其光催化降解效率会下降，这可能是由于阳离子对光催化过程中产生的自由基产生了猝灭作用。同样，外源阴离子也会对光催化过程产生抑制效果，可能是通过与自由基反应减少了它们的浓度。此外，光降解过程遵循准一级动力学反应，这意味着反应速率与剩余污染物的浓度成正比。 这项工作揭示了TiO2/Fe3O4/MWCNTs复合光催化剂的优异性能和潜在应用价值，同时指出了影响其催化效率的关键因素，为优化光催化剂设计和提升光催化效率提供了理论依据。