研究目的
开发无需分离的TiO2/还原氧化石墨烯薄膜催化剂，用于具有增强电荷转移和活性位点的连续光催化反应，以解决水净化中后分离的难题。
研究成果
通过Ti-O-C键实现高效电荷分离、增加活性位点及多孔结构，层状组装的TiO2/rGO薄膜催化剂展现出显著增强的光催化活性与连续光催化稳定性。该方法为水处理提供了一种经济高效且可扩展的解决方案，在实际应用中具有进一步优化的潜力。
研究不足
该研究仅限于实验室规模的演示；放大至工业应用可能在反应器设计和成本方面面临挑战。多层膜的屏蔽效应会随层数增加而降低效率，内层的扩散限制可能影响性能。使用紫外光限制了其在太阳能驱动系统中的适用性。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用逐层（LbL）组装技术在石英载玻片上制备TiO?/rGO多层薄膜，随后将氧化石墨烯（GO）还原为还原氧化石墨烯（rGO）。使用自制矩形石英反应器，在紫外光照射下通过循环泵输送污染物溶液进行连续光催化反应。
2：样品选择与数据来源：
以石英载玻片为基底；组装二氧化钛纳米颗粒（P25，德固赛）和氧化石墨烯。罗丹明B（RhB）作为模型污染物。
3：实验设备与材料清单：
包括石英载玻片、TiO? P25、氧化石墨烯、聚乙烯亚胺（PEI）、聚苯乙烯磺酸盐（PSS）、水合肼、RhB、紫外-可见分光光度计、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线光电子能谱仪（XPS）、光致发光光谱仪（PL）、电化学工作站、汞蒸气灯及泵送系统。
4：氧化石墨烯、聚乙烯亚胺（PEI）、聚苯乙烯磺酸盐（PSS）、水合肼、RhB、紫外-可见分光光度计、扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）、傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）、X射线光电子能谱仪（XPS）、光致发光光谱仪（PL）、电化学工作站、汞蒸气灯及泵送系统。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：清洁石英载玻片，涂覆APTES和PEI，交替浸入GO和TiO?悬浮液进行LbL组装，用水合肼将GO还原为rGO，将载玻片组装成反应器阵列，在紫外光下泵送RhB溶液，取样并分析降解情况。
5：数据分析方法：
采用紫外-可见光谱法测定浓度，伪一级动力学模型计算降解速率，通过SEM、AFM、FTIR、XPS、PL、光电流及电化学阻抗谱（EIS）进行表征。
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获取完整内容-
SEM
S-4300
Hitachi
Used to obtain scanning electron microscopy images of the multilayer films for surface structure analysis.
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AFM
Nanoscope IIIa
Veeco
Used to measure the thickness of graphene oxide nanosheets.
-
FTIR Spectrometer
V70
Bruker
Used to obtain Fourier transform infrared spectroscopy spectra for chemical analysis of the films.
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PL Spectrometer
F-7000
Hitachi
Used to record photoluminescence spectra to study charge carrier recombination.
-
TiO2 P25
P25
Degussa
Used as the photocatalyst material in the layer-by-layer assembly for the film catalysts.
-
UV-vis Spectrometer
Cary 50
Varian
Used to measure UV-vis absorption spectra for monitoring film assembly and analyzing RhB concentration.
-
XPS Spectrometer
ESCALAB-MKII
Not specified
Used for X-ray photoelectron spectroscopy to analyze chemical states and elements in the films.
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Electrochemical Workstation
CHI660D
Not specified
Used for electrochemical measurements including photocurrent response and EIS spectra.
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Mercury Vapor Lamp
300 W
Not specified
Used as the UV light source for photocatalytic degradation experiments.
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