BaTiO3/石墨烯復合材料的合成及其光催化性能

吳明在，胡蕊蕊

(安徽大學 物理與材料科學學院，安徽省信息材料與器件重點實驗室，安徽 合肥 230601)

隨著工業的發展，工業生產中排放的有機廢水嚴重污染環境，威脅人類健康及生物生存.當前光催化降解污染物是解決此類環境污染的手段之一[1].半導體光催化劑被認為是一種非常有前途的光催化劑[2-5]，在光照作用下，通過氧化還原反應，半導體光催化劑可將廢水中的有機污染物降解成二氧化碳和水，或者將長鏈分子分解成短鏈分子，從而達到凈化污水的目的[6-7].

BaTiO3可降解甲基橙、亞甲基藍和羅丹明在內的多種有機污染物，具有很強的光催化氧化還原能力.此外，鈦酸鋇兼具有介電、壓電和鐵電性能，材料內部有自發偶極場，可有效分離光生電子和空穴.盡管具有寬帶隙(3.3 eV)[8]，但其光生載流子復合效率較低.為進一步提升其光催化效率， Liu等[9]用光還原法制備了Ag修飾的BaTiO3納米管.Su等[10]用超聲波加熱方法將Ag納米顆粒附著在BaTiO3納米立方體表面.由于Ag的費米能級低于BaTiO3導帶位置，光生電子能快速轉移到銀顆粒，抑制了載流子的復合.光催化測試結果表明貴金屬修飾可以改變BaTiO3的光催化性能.Peng等[11]用電紡和水熱法制備了ZnO/BaTiO3復合物，提高了光催化活性.Cao等[12]用固態燒結法將尿素中的氮元素摻雜到鈦酸鋇納米顆粒中，提高了光催化活性.

石墨烯作為一種2維新型納米材料，具有獨特的單原子層結構，其厚度僅有0.335 nm[13].2004年Novoselow等[14]首次制得了石墨烯.單層石墨烯的透光率高……