利用还原氧化石墨烯（rGO）和单斜晶二氧化钛（TiO
2 (B)）纳米材料的独特性能，rGO 和 TiO
2在尼龙膜上的紫外光辅助自组装，构建了一种新型rGO-TiO
2 (B)复合膜（MrGO-TiO
2 (B)）。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、紫外可见漫反射光谱、X 射线光电子能谱和 X 射线衍射分析对 MrGO-TiO
2 (B)的结构进行了表征。通过 2D/2D 自组装，rGO 和 TiO
2 (B) 结合得更紧密，然后是 MrGO-TiO
2（B）表现出优异的光催化活性和优异的亚甲蓝（MB）去除率。在太阳模拟氙灯照射下，MrGO-TiO
2 (B)/H
2O
2 /MB 系统在 60 分钟内以 0.042 min
-1的恒定速率完全去除 MB。rGO和TiO
2 (B)的协同作用促进了MB的光催化降解。TiO
2 (B)在照射时被激发并产生电子和空穴。部分电子迁移到 TiO
2 (B) 表面与 H
2O
2反应生成羟基自由基，而其他电子迁移到rGO表面与H
2O
2反应，产生•OH。此外，检测到许多超氧自由基（O
2 -）。TiO
2 (B)价带中的空穴直接氧化MB。经过四轮重复使用后，MrGO-TiO
2 (B) 对 MB 降解的催化活性保持稳定。因此，用 TiO
2 (B) 和 rGO对尼龙膜进行表面改性可以作为制备用于水处理行业的光催化膜的有前景的途径。
Figure 1. (a) TiO
2 (B) 和 (b) MrGO-TiO
2 (B)(1:20)的 TEM 图像。(c) rGO 膜和 (d) MrGO-TiO
2 (B)(1:20) 的 SEM 图像。
Figure 2. 不同样品的结构表征。(a) GO、TiO
2 (B)和MrGO-TiO
2 (B)的XRD图谱；(b) TiO
2 (B)的N
2吸附-脱附等温线和孔体积分布；(c) TiO
2 (B)的紫外-可见漫反射光谱；(d) MrGO、TiO
2 (B)和MrGO-TiO
2 (B)的紫外-可见吸光度；(e) MrGO 的 XPS C1s 光谱，和 (f) MrGO-TiO
2 (B) 的 XPS C1s 光谱。
Figure 3. (a) TiO
2 (B), (b) MrGO, (c) MrGO-TiO
2 (B) (1:1), (d) MrGO-TiO
2 (B) (1:5)的原子力显微镜图像, ( e) MrGO-TiO
2 (B) (1:10)，和 (f) MrGO-TiO
2 (B) (1:20)。
Figure 4. 不同膜的水通量（a）和接触角（b）。
Figure 5. (a) MB去除的时间演化，(b) 不同体系的速率平衡常数，(c) 初始 TiO
2 (B) 含量和 (d) MrGO-TiO
2 (B) 中速率平衡常数对 MB 降解的影响太阳模拟氙灯照射（反应条件：C
0 (P25) = 0.08 g/L, C
0 (TiO 2 (B)) = 0.08 g/L, C
0 (H
2O
2 ) = 20 mM, C
0 ( MB) = 10μM，500 W 氙灯)。
Figure 6. (a)不同膜的矿化率和 (b) MrGO-TiO
2 (B) 在太阳模拟氙灯照射下的可重复使用性。
Figure 7. (a) DMPO-•OH 和 (b) DMPO- O
2 -加合物的 EPR 光谱。
Figure 8. MrGO-TiO
2 (B)/H
2O
2体系中染料光降解机理示意图。
相关研究工作由浙江大学Baoliang Chen 课题组于2022年在线发表于《Science of The Total Environment》期刊上。原文：Reduced graphene oxide/TiO
2(B) immobilized on nylon membrane with enhanced photocatalytic performance。
转自《石墨烯研究》公众号
