用于光催化破壞的半導體金屬氧化物的創新組合的概念是去除環境污染物的關鍵因素。然而，利用水熱和改進的Hummers方法，將一維二氧化鈦(TiO
2)半導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。通過幾個復雜的程序，發現了這些催化劑的性質，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TiO
2材料上進行的。由于TiO
2與rGO之間的協同作用，rGO-TiO
2催化劑產生了良好的光催化效果。rGO-TiO
2的結構研究證實，TiO
2與GO和rGO峰呈銳鈦礦相，形態表征表明，TiO
2納米棒與缺陷位點隨機整合到rGO納米片中。同時，在TiO
2中加入rGO會導致電荷分離和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成分是雙酚A (BPA)。在可見光照射下，氧化還原反應最終產生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TiO
2和rGO-TiO
2納米棒的XRD峰。
圖2. （a）純TiO
2和（b）rGO-TiO
2的HR-SEM圖像。
圖3. （a）和（b）純rGO、（c）rGO-TiO
2的TEM圖像；（d）rGO-TiO
2的HAADF圖像和（e）rGO-TiO
2的HR-TEM圖像。
圖4. （a）純rGO和（b）rGO-TiO
2的EDX光譜。
圖5. rGO-TiO
2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TiO
2納米棒和rGO納米片-TiO
2納米棒的紫外-可見光譜。
圖7. 純TiO
2和rGO-TiO
2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系。
圖8. 可見光激發rGO-TiO
2材料的光催化機理。
相關研究成果由塔伊夫大學理學院物理系Sultan Alomairy等人于2023年發表在Chemosphere (https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.140143 )上。原文：The degradation of bisphenol-A organic pollutant using the dispersal of TiO
2 nanorods onto the partial reduction of graphene oxide nanosheets。
轉自《石墨烯研究》公眾號
