晶面协同NaF–TiO2/rGO 的制备及其光催化性能

张超妍，夏静芬，谢周云，张妮，徐伊漪，唐力，杨国靖✉

1) 浙江万里学院生物与环境学院，宁波 315100 2) 湖南大学环境科学与工程学院，长沙 410082

二氧化钛（TiO2）是一种氧化性强、化学稳定性好、制备简单的半导体催化剂，被广泛应用于废水处理、空气净化、光解水制氢、杀菌消毒等领域[1–4]，但由于其存在禁带宽度大、光生载流子寿命短等问题，使得该材料光催化性能较差并在实际应用中受限[5].有研究表明，TiO2不同晶面的协同作用有利于光生电子–空穴的迁移分离，在TiO2中同时暴露{001}、{101}晶面可以对晶界处光生电子–空穴的动力学过程造成一定影响以延长光生载流子的分离状态，从而导致光催化活性的提高[6–7].但由于{001}晶面表面自由能较高，热力学稳定性差，通常在晶化过程中会迅速消失，导致所形成的往往为{101}晶面暴露的锐钛矿型TiO2，前期的研究显示，添加晶面控制剂可制备{001}、{101}晶面协同的TiO2[8].

半导体复合是一种能够有效提升光催化性能的改性方法，其原理是降低电子–空穴的复合率，导致参与自由基生成的光生载流子增多[9].还原氧化石墨烯(Reduced graphene oxide，rGO)是一种碳原子以sp2杂化轨道形成的单层蜂巢型材料，具有较大的比表面积、较好的导电性能以及较快的电子迁移速率[10–12]，以此作为载体与TiO2进行复合制得的光催化材料能有效降低电子–空穴的复合速率，使其具有比TiO2更优异的光催化性能[13–14]，目前关于将石墨烯与{001}、{101}晶面协同的TiO2复合的研究较少.基于此，本文以氟化钠（NaF）作为晶面控制剂，以rGO 作为……