氮掺杂2D石墨烯负载0D-2D N-TiO_(2)杂化材料一锅法制备及协同增强光催化性能

为协同解决TiO_(2)可见光响应低和电子-空穴对容易复合两个难题,本文先以硫酸氧钛为原料制备球状二氧化钛(TiO_(2(sp)))、以钛酸四丁酯为原料制备片状二氧化钛(TiO_(2(sh))),然后分别用乙二胺改性制得氮掺杂二氧化钛(N-TiO_(2(sp))和N-TiO_(2(sh)));再根据Hummers法制备氧化石墨烯(GO),用浓氨水改性制得氮掺杂石墨烯(NG);最后NG一锅水热法分别负载N-TiO_(2(sp))或N-TiO_(2(sh)),得到5个球状氮掺杂TiO_(2)/氮掺杂石墨烯(N-TiO_(2(sp))/NG)和5个片状氮掺杂TiO_(2)/氮掺杂石墨烯(N-TiO_(2(sh))/NG)样品,并通过SEM、TEM、XRD、BET、XPS、FT-IR和UV-vis对其结构进行表征,研究了不同含量的2D NG负载0D/2D N-TiO_(2)杂化材料在可见光下对X3B的协同光催化活性。结果表明:通过N参与两者杂化,N-TiO_(2)与NG发生协同增强作用,光吸收范围拓宽至可见光区,抑制光生电子-空穴对的复合,提高光催化活性,其中2D/2D接触的N-TiO_(2(sh))/NG3杂化材料协同催化效果最好,在模拟太阳光下杂化材料50 min对X3B的降解率达到了98.5%,是TiO_(2)的6.6倍。