塔伊夫大学理学院物理系Sultan Alomairy等--TiO2纳米棒在氧化石墨烯纳米片上部分还原分散降解双酚A有机污染物

用于光催化破坏的半导体金属氧化物的创新组合的概念是去除环境污染物的关键因素。然而，利用水热和改进的Hummers方法，将一维二氧化钛(TiO₂)半导体纳米棒嵌入二维氧化石墨烯(rGO)纳米片上，这是第一次使这种组合成为可能。通过几个复杂的程序，发现了这些催化剂的性质，然后用紫外和可见光源检查了双酚A的降解。此外，所有分析都是在纯TiO₂材料上进行的。由于TiO₂与rGO之间的协同作用，rGO-TiO₂催化剂产生了良好的光催化效果。rGO-TiO₂的结构研究证实，TiO₂与GO和rGO峰呈锐钛矿相，形态表征表明，TiO₂纳米棒与缺陷位点随机整合到rGO纳米片中。同时，在TiO₂中加入rGO会导致电荷分离和π-π相互作用，从而提高可见光吸收范围。在本研究中，光催化降解的主要模式有机成分是双酚A (BPA)。在可见光照射下，氧化还原反应最终产生OH自由基。此外，由于石墨烯π-π相互作用，rGO表面吸附苯酚分子，从而缩小带隙，提高双酚A降解效率。    

                                   图1. （a）纯TiO₂和rGO-TiO₂纳米棒的XRD峰。

                    图2. （a）纯TiO₂和（b）rGO-TiO₂的HR-SEM图像。    

                         图3. （a）和（b）纯rGO、（c）rGO-TiO₂的TEM图像；（d）rGO-TiO₂的HAADF图像和（e）rGO-TiO₂的HR-TEM图像。

             图4. （a）纯rGO和（b）rGO-TiO₂的EDX光谱。    

                                           图5. rGO-TiO₂催化剂中（a）Ti 2P峰、（b）C 1S峰和（c）O 1S峰的HR-XPS光谱。

                             图6. 纯TiO₂纳米棒和rGO纳米片-TiO₂纳米棒的紫外-可见光谱。

                          图7. 纯TiO₂和rGO-TiO₂的合成光催化溶液在（a）UV光源和（b）可见光源下的浓度与照射时间的关系

                             图8. 可见光激发rGO-TiO₂材料的光催化机理。          

相关研究成果由塔伊夫大学理学院物理系Sultan Alomairy等人于2023年发表在Chemosphere (https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2023.140143 )上。原文：The degradation of bisphenol-A organic pollutant using the dispersal of TiO₂ nanorods onto the partial reduction of graphene oxide nanosheets。