石墨/TinO2n-1复合材料的制备及性能

吴恩辉，李军，侯静，黄平，徐众，蒋燕，罗彬杨

（1 攀枝花学院，四川攀枝花617000；2 四川省太阳能利用技术集成工程实验室，四川攀枝花617000）

TiO2作为光催化剂的研究历史可以追溯至20世纪70年代，至今已有六十多年的历史[1]。随着环境和能源问题的日益严峻，对TiO2的光催化性能研究越来越受到国内外研究者的关注[2]。TiO2作为光催化剂的主要缺陷是其带隙宽度较大，只能吸收波长为387nm以下的紫外光，光响应范围窄；其次是其量子效率较低[3-4]。为了克服这些缺陷，研究者主要通过金属或非金属离子掺杂、半导体复合和有机染料光敏化等手段，提高可见光响应能力和光催化活性[5-6]。碳作为一种常见且较为廉价的非金属元素，由于其良好的导电性、耐腐蚀和较大的比表面积，因此也常被用来提高TiO2的光催化或电催化性能；例如，碳/TiO2光催化剂对甲基橙、苯酚和醋氨酚均有良好的光催化性能[7-12]。碳掺杂能够提高TiO2的光催化性能的原因是碳的引入使TiO2产生了晶格缺陷或是氧空位[13]，而Magnéli 相TinO2n-1（4≤n≤9）是一系列非化学计量的钛的氧化物，其本身就被认为是在有序排列的金红石型结构中引入氧空位而形成的[14-16]，因此碳/TinO2n-1复合材料在光催化领域也展现出了优异性能[13,17]。此外，碳/TinO2n-1复合材料还具有良好的电学性能，可作为锂离子电池的电极材料，提高充电效率[18-19]。但是，目前合成碳/TinO2n-1复合材料主要是以聚乙烯醇（PVA）为碳源并作为还原剂，在氩气或氮气气氛下进行高温还原制成，制备过程对气氛和设备要求较高[13,17-19]。……