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石墨烯基材料在光催化降解污染物中具有很明显的活性特征

 发布时间:2021-04-16 点击量:160

石墨烯是一种新型的碳纳米材料,是一种具有优异电学、光学和机械性能的c,将石墨烯与tio2复合可显著提高复合材料的光催化性能。复合材料结合了优异的可见光响应能力和优异的光生电子的传递性能,实现了有机物在可见光下的高效选择性转化,通过增加复合材料的比表面积、促进光生电子的迁移、延长复合材料载流子的寿命,从而进一步提高了光催化有机物的转化效率。

特点

1、超强的吸附性能。石墨烯具有较大的比表面积,因而可称为性能更为优异催化剂载体材料。实验证实:石墨烯基材料的吸附性能是活性炭的十数倍。

2、超强的导电能力。石墨烯具有更为优异的导电性能、力学性能、导热性能。

在光电转换和光催化污染物降解过程中,促进半导体光生电子-空穴分离是石墨烯与tio2间主要的协同作用。

3、石墨烯复合tio2拓展了禁带宽度,增强了对可见光的利用率。锐钛矿型tio2的禁带宽度为3.2ev,其对应的吸收波长为387.5nm。吸收波段局限在紫外区。li等研究发现:石墨烯与ti-o-c化学键相互作用,改变了tio2原有的禁带宽度,tio2在可见光区显示出了较大的光化学活性,从而增大了tio2对于可见光的利用率。

石墨烯的化学性质与石墨类似,石墨烯可以吸附并脱附各种原子和分子。当这些原子或分子作为给体或受体时可以改变石墨烯载流子的浓度,而石墨烯本身却可以保持很好的导电性。但当吸附其他物质时,如H+和OH-时,会产生一些衍生物,使石墨烯的导电性变差,但并没有产生新的化合物。因此,可以利用石墨来推测石墨烯的性质。例如石墨烷的生成就是在二维石墨烯的基础上,每个碳原子多加上一个氢原子,从而使石墨烯中sp2碳原子变成sp3杂化。可以在实验室中通过化学改性的石墨制备的石墨烯的可溶性片段。