研究目的
合成具有增强的可见光光催化活性的石墨烯-TiO2/g-C3N4异质结构光催化剂,用于环境修复和能量转换。
研究成果
石墨烯-TiO?/g-C?N?异质结光催化剂因高效的电子-空穴对分离和较低的复合速率,展现出增强的可见光光催化活性。本研究为提升石墨烯-TiO?/g-C?N?复合材料在可见光照射下的活性提供了新方法,使其成为环境修复领域极具前景的材料。
研究不足
该研究未讨论合成方法的可扩展性或光催化剂在连续运行下的长期稳定性。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用结合二次溶胶-凝胶法和简易水热法制备石墨烯-TiO?/g-C?N?异质结光催化剂。
2:样品选择与数据来源:
使用多壁碳纳米管(MWCNTs)制备石墨烯,三聚氰胺合成块体g-C?N?,TiO?前驱体(P25)作为钛源。
3:实验设备与材料清单:
使用MWCNTs、KMnO?、H?SO?、HCl、H?O?、TiO?前驱体(P25)、三聚氰胺、NH?·H?O和蒸馏水。设备包括管式炉、聚四氟乙烯内衬高压釜及XRD、SEM、TEM、FT-IR、UV-vis-DRS、XPS、PL和光电化学测试系统等表征仪器。
4:5)、三聚氰胺、NH?·H?O和蒸馏水。设备包括管式炉、聚四氟乙烯内衬高压釜及XRD、SEM、TEM、FT-IR、UV-vis-DRS、XPS、PL和光电化学测试系统等表征仪器。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:通过氧化切割法制备石墨烯,热缩聚法合成g-C?N?,石墨烯-TiO?/g-C?N?采用水热法后经退火处理。
5:数据分析方法:
通过可见光照射下降解亚甲基蓝(MB)评估光催化性能,降解过程用紫外-可见光谱监测。
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Multi-walled carbon nanotubes
MWCNTs
Used to prepare graphene by oxidative cutting method
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Potassium permanganate
KMnO4
Used in the oxidative cutting method for graphene preparation
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Sulfuric acid
H2SO4
Used in the oxidative cutting method for graphene preparation
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Hydrogen peroxide
H2O2
Used in the oxidative cutting method for graphene preparation
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TiO2 precursor
P25
Lijie Chemical Industry
Used as the TiO2 source in the synthesis of graphene-TiO2/g-C3N4 heterostructure
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Melamine
Used to synthesize bulk g-C3N4 by thermal polycondensation
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Ammonia solution
NH3·H2O
Used in the synthesis of graphene-TiO2/g-C3N4 heterostructure
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