光催化降解環境中的污染物被認為一種理想的清潔方法,其中二氧化鈦(TiO2)是目前最有前途的光催化材料之一。但由于能帶寬、光生電子與空穴快速復合等特點,限制了其利用效率和范圍,開發一種高效的TiO2基光催化復合材料具有重要意義。西南交通大學楊蘋教授團隊在《中國表面工程》2024年第1期發表研究論文《具有增強光催化和抗菌活性的TiO2@Ag-GO復合材料》,通過簡單的溶膠-凝膠法和一步Marangoni法,將TiO2和Ag納米顆粒(AgNPs)和氧化石墨烯(GO)有效結合,制備出顯著增強光催化活性和抗菌能力的復合材料TiO2@Ag-GO。氧化石墨烯(GO)具有多個催化活性中心,可以高效地進行光催化反應降解污染物。同時,還能提高電荷分離程度,抑制光生電子和空穴復合,提高TiO2光催化活性。AgNPs具有存儲電子和促進電荷分離的能力,同時釋放的Ag+,賦予材料廣譜的抗菌性能。 引用格式 戴勝, 劉魯英, 王致钘, 楊蘋. 具有增強光催化和抗菌活性的TiO2@Ag-GO復合材料[J]. 中國表面工程, 2024, 37(1): 118-125. DAI Sheng, LIU Luying, WANG Zhi, YANG Ping. TiO2@Ag-GO Composite Materials with Enhanced Photocatalytic and Antimicrobial Activities[J]. China Surface Engineering, 2024, 37(1): 118-125. 精彩看點 1. 論文創新點 本文將半導體TiO2、AgNPs和GO結合,制備出具有強光催化活性和抗菌能力的納米復合光催化材料。首先制備了摻Ag的TiO2溶膠-凝膠,然后用旋涂鍍膜的方法將制備的溶膠-凝膠涂覆在Si基底表面,再通過熱處理制備銳鈦礦型摻Ag的TiO2薄膜(TiO2@Ag)。最后,將單步Marangoni法自組裝得到的大面積超薄GO膜轉移到TiO2@Ag表面,成功制備出納米復合光催化材料TiO2@Ag-GO。光催化試驗和抑菌試驗結果表明,該復合材料能有效降解亞甲基藍染料,同時對金黃色葡萄球菌和銅綠桿菌具有超強的殺傷作用。因此,推測TiO2@Ag-GO 材料在光催化清洗領域有很大的應用潛力。 2. 重要結論 (1)通過溶膠-凝膠法和單步Marangoni法將TiO2、銀納米顆粒(AgNPs)和氧化石墨烯(GO)有效結合,制備出光催化復合材料 TiO2@Ag-GO。 (2)光催化試驗結果證實TiO2@Ag-GO復合材料與傳統純TiO2相比,能高效降解亞甲基藍染料,具有顯著增強的光催化活性。 (3)抑菌試驗證實TiO2@Ag-GO復合材料對金黃色葡萄球菌和銅綠桿菌有較強的殺滅作用。這種制備高光催化活性和抑菌能力的TiO2基復合材料的策略可能為解決環境清潔領域的許多實際問題提供一種思路。 3. 前景與應用 這種通過將TiO2、銀納米顆粒(AgNPs)和氧化石墨烯(GO)有效結合制備高光催化活性和抑菌能力的TiO2基復合材料的策略,可能為解決環境清潔領域的許多實際問題提供一種新思路。所制備出的TiO2基光催化復合材料在光催化清洗領域有較大的應用潛力。
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