石墨烯-亚稳态钛酸铋复合材料的高效光催化合成与性能优化

本研究论文深入探讨了石墨烯-亚稳态钛酸铋(Bi20TiO32)介孔纳米片复合材料的制备过程及其在光催化领域的应用。作者成慧杰和侯军刚利用液相溶液化学工艺成功合成了一种新型的高性能复合材料，这种材料展现出显著的可见光光催化性能。通过X射线衍射(XRD)、扫描透射电镜(TEM)以及紫外-可见吸收光谱仪(UV-Vis)等技术对其结构和特性进行了细致的表征。 研究重点集中在石墨烯-介孔钛酸铋纳米片复合材料对罗丹明B(RhB)的光催化氧化效率上，同时考察了影响其催化活性的各种物理化学因素，如材料的分散性、光吸收特性以及石墨烯在复合材料中的作用。实验结果显示，亚稳态钛酸铋纳米片均匀分布在石墨烯表面，其复合材料对光的吸收主要集中在500~600纳米波段。石墨烯的存在不仅增强了材料的光吸收能力，还因其高电子传输性能，作为电子的传输载体，促进了半导体/界面间的电荷转移，降低了光生电子-空穴复合的可能性，从而显著提高了光催化降解效率。 论文特别强调了这种石墨烯-亚稳态钛酸铋介孔纳米片复合材料的高稳定性和优异的光催化性能，使其在环保领域具有广阔的应用潜力，尤其是在污染物治理和能源转化方面。通过高校博士点学科专项科研基金的支持，这项工作进一步推动了新型光催化材料的研发，对于可持续发展和环境保护具有重要的科学价值。 该研究不仅提供了石墨烯-亚稳态钛酸铋复合材料的制备方法，还揭示了其在实际应用中的关键作用和优势，为绿色化学和光催化技术的发展做出了贡献。