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TiO2-GD复合光催化剂性能佳

    在国家自然科学基金和国家重点实验室课题的支持下,中科院过程工程所王丹研究员科研团队近期利用水热法使二氧化钛(TiO2)与石墨炔(GD)通过Ti-O-C形成复合材料,表现出比纯TiO2、TiO2-碳纳米管以及TiO2-GR(石墨烯)复合材料更优越的光催化性能。该发现对高效光催化剂设计与开发具有重要意义。

    利用半导体光催化氧化处理各种污染物是一种环境治理的有效方法。TiO2被认为是最具应用潜力的半导体光催化剂,然而其光吸收仅限于紫外区,且光照后产生的电子与空穴易于复合而失去活性。为抑制复合,除传统的掺杂及共吸附,碳材料作为电子的良受体也吸引了大家的目光,GR已被证明可有效抑制复合。最近,碳家族又增加了新成员GD,一种由1,3-二炔键将苯环共轭连接形成平面网络结构的全碳分子,具有大的共轭体系和宽面间距。

   在以往成果的基础上,该团队计算了TiO2与二维碳材料复合物的化学结构与电子特性。结果表明,TiO2-GD复合物的电子结构、电荷分离和氧化能力都优于纯TiO2和TiO2-GR复合物,是一种极具应用潜力的光催化剂。通过实验进一步验证了理论计算结果,在光催化降解亚甲基蓝的实验中,TiO2-GD的降解反应速率常数是纯TiO2的1.63倍,是TiO2-GR的1.27倍。  

发表时间:2013-07-29    文章来源:中国化工报    阅读次数:54
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