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二维可见光驱动的TiO2@Ti3C2/g-C3N4三元异质结，具有高光催化活性

DOI：10.1007/s10853-018-03289-4 期刊：Journal of Materials Science 出版年份：2019 更新时间：2025-11-14 17:03:37
摘要： 采用超声辅助煅烧法合成了一种具有改性界面微观结构和电子特性的新型二维可见光驱动TiO2@Ti3C2/g-C3N4三元异质结光催化剂。高活性的g-C3N4可产生大量光生电子和空穴，同时O/OH终止的Ti3C2与副产物TiO2通过迁移TiO2@Ti3C2/g-C3N4复合物中的电子发挥优异载体作用。结果表明，在可见光照射下其对苯胺和罗丹明B的降解光催化活性最高分别达到原始g-C3N4的5倍和1.33倍。此外，我们提出其界面构建了n-n异质结和n型肖特基异质结，有效促进了电子转移并进一步提升TiO2@Ti3C2/g-C3N4复合物的光催化活性。更引人注目的是，所有结果均表明这种环保型TiO2@Ti3C2/g-C3N4异质结复合物是污染物降解的理想候选材料。
作者： Xiaohui Ding，Yingchun Li，Lijuan Feng，Chunhu Li，Wentai Wang，Liang Wang，Dezhi Han
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

合成一种新型的二维可见光驱动TiO2@Ti3C2/g-C3N4三元异质结光催化剂，通过调控界面微观结构和电子特性，增强其在可见光照射下对苯胺和罗丹明B等污染物的光催化降解性能。

研究成果

通过超声辅助煅烧法合成的TiO2@Ti3C2/g-C3N4三元异质结光催化剂，在可见光下显著提升了光催化活性——相较于原始g-C3N4，其对苯胺的降解速率提高5倍，对罗丹明B的降解速率提高1.33倍。这种性能提升归因于形成的n-n异质结和n型肖特基异质结，它们能有效促进载流子分离并拓宽光学吸收范围。该催化剂展现出良好的稳定性及污染物降解环境应用潜力，但实际应用仍需优化完全矿化能力和规?；票腹ひ?。

研究不足

苯胺的光催化降解显示较低的TOC去除率（43.7%），与罗丹明B（98.2%）相比，表明矿化不完全且中间产物可能积累。较高的煅烧温度（超过200°C）会破坏二维层状结构并降低光催化效率。该研究聚焦于模型污染物（苯胺和罗丹明B），在实际应用中处理复杂废水基质可能面临挑战。其机理依赖于特定的异质结结构，这种结构可能对合成条件和材料纯度较为敏感。

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