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体积 2019 |文章的ID 1895043 | https://doi.org/10.1155/2019/1895043

洛神T. Ngaloy,Aixeen M.塔尼拉,马。S.丽贝卡·索里亚诺,凯洛S.帕斯夸,吉隆松下,伊恩·碧玉A.阿古洛 通过单盆室温化学沉积法合成氧化锌还原的石墨烯氧化物(ZnO-RGO)复合材料的高效光催化”,纳米技术杂志 卷。2019 文章的ID1895043 11. 页面 2019 https://doi.org/10.1155/2019/1895043

通过单盆室温化学沉积法合成氧化锌还原的石墨烯氧化物(ZnO-RGO)复合材料的高效光催化

学术编辑:Tomonori obba.
已收到 2019年8月28日
接受 2019年11月26日
发表 2019年12月24日

抽象的

在室温下,在室温下使用单盆化学沉积方法合成氧化锌还原的石墨烯氧化物(ZnO-RGO)复合材料。锌粉和石墨烯氧化物(GO)不同的质量比(1:1,1:2,1:5,1:10和1:20进入Zn)作为温和碱性溶液中的前体。使用UV-Vis光谱学用于研究样品的光催化效率通过亚甲基蓝(MB)的光降解。UV-Vis测量显示UV光照在UV光照下的快速分解,最佳降解效率为97.7%在1小时内,通过样品ZG2(1 GO:2 Zn质量比)实现。相应的降解速率是kZG2 = 0.1253 min−1,这至少是5.5比使用水热法等现有的作品更美好的时代。我们认为,通过ZG2 MB的优良光降解是由于由RGO与在ZnO和ZnO-C键的形成的电子相互作用所带来的有效的电荷分离,由XRD和拉曼光谱测量值作为支撑。

1.介绍

新材料的发现导致了环境修复领域中各种应用的发展。随着越来越多的人意识到水资源的有限性,对补救的直接关注是水道和水体中的污染物的处理。亚甲基蓝(MB)是研究最广泛的光降解染料之一。MB染料用于纺织、造纸和医疗领域。研究发现,接触高剂量的光活化MB对生物有不良影响[1].

在水污染处理中,研究最多的光催化材料之一是氧化锌(ZnO)。其相对较大的3.3 eV能带在光照下产生足够数量的电子和空穴,有利于某些污染物的降解。单独使用氧化锌的缺点是在光照下会腐蚀[2],限制其实际利用。通过合成ZnO-石墨烯复合材料,实现了ZnO纳米颗粒的光腐蚀抑制[3.].ZnO与碳层的表面杂化不仅抑制了光腐蚀,而且提高了ZnO的光催化活性。他们报告说,在紫外线照射75分钟后,MB的降解率为85%。许多报告也表明,使用ZnO和石墨烯复合材料提高了光催化性能。本文报道了一种简单的一锅水热法合成的还原氧化石墨烯和ZnO复合材料增强光催化降解MB [4].采用该方法制备了覆盖ZnO花的还原氧化石墨烯薄片,光催化效率提高97%,速率常数为0.0395 min−1.这种增强是由于ZnO花的尺寸减小以及RGO片与ZnO花之间的明显相互作用。达到最大光催化性能的可能限制是包裹ZnO花的还原氧化石墨烯的数量。

还报道了ZnO花的尺寸与光催化性能之间的关系5].通过将超声剥离的石墨烯氧化物与溶液中的无机锌化合物混合,还通过单罐水热法合成ZnO-Rgo复合材料。这导致了足够的去除氧函数,离开石墨烯片,然后ZnO纳米颗粒生长。结果与前段中描述的工作相当,由于ZnO纳米辊和石墨烯之间的协同相互作用以及通过石墨烯片的电荷的高导电。

在另一个工作中[6通过两步电化学技术合成G / ZnO纳米复合材料。与ZnO和合成的G / ZnO相比,发现退火的G / ZnO的光催化活性得到改善。通过改进的Kubelka-Munk功能,据报道,能带隙差距小于3.37eV。类似于提到的研究,增强的光催化活性追踪ZnO与石墨烯片的相互作用。

刘等。[7使用ZnO-还原的石墨烯氧化物复合材料的单壶水热合成研究光催化,通过利用Zn粉末作为ZnO的还原剂和表面活性剂,据报道,促进Go的减少和分散。它们在ZnO-Rgo复合材料中表现出100%的MB降解,即使在不使用表面活性剂的情况下也是如此。

在这项工作中,我们利用一种单壶化学方法,用于使用锌粉作为前体合成ZnO-还原的石墨烯氧化物,而没有任何热处理。之前已经使用过这种方法进行超级电容器的发展[89].该方法简单直接,不需要使用任何复杂的锌前体,可以在室温下进行。我们还将证明,锌的氧化和氧化石墨烯的同时还原会导致高质量的氧化锌和还原氧化石墨烯的复合材料,作为一种优秀和高效的光催化材料。此外,我们将证明氧化石墨烯中锌与氧的键合以及氧化锌与碳层之间的协同效应是光催化增强的主要原因。

2.材料和方法

下面描述的方法简单且简单,需要相对较少的处理时间,并且很容易可扩展。也是一种环保方法,因为没有使用热处理来减少石墨烯氧化物,并且没有锌化合物和无机化合物用作氧化锌前体。

通过改性悍马的方法合成石墨烯氧化物(GO)[10.].然后将其分散在100ml蒸馏水中(1.5mg GO / ml H.2o)和超声化5分钟以使分散体均匀化。在环境条件下,加入100ml 6重量%的氨溶液(Qualikem)并与悬浮液混合。然后,将锌粉末缓慢加入悬浮液中并混合,变化转至Zn比率。随着Zn粉末(Hemedia)加入,悬浮液的颜色从棕色变为黑色。这是一个明确的指示,减少了[9].The samples were named ZG1, ZG2, ZG3, ZG4, and ZG5 corresponding to a Zn : GO mass ratio of 1 : 1, 2 : 1, 5 : 1, 10 : 1, and 20 : 1, respectively. The resulting mixture was then ultrasonicated for 1 hr. Subsequently, potassium hydroxide (KOH) pellets (RCI Labscan, 85%) were added to the suspension without stirring and left 24 hours at room temperature. The resulting precipitate was then filtered and washed with distilled water and ethanol (RCI Labscan, 99.9%), and the filtrates were dried in an oven at 60°C for 24 hrs.

用jol JSM-6010 LV扫描电镜研究了粉末样品的形貌。用Rigaku SmartLab 9 kW x射线衍射仪分析了结晶度和还原度。λ. = 1.54056 Å) at the National Institute for Material Science in Japan and Raman spectroscopy using an Argon laser source (λ. = 514.5 nm) at the National Institute of Physics at the University of the Philippines, Diliman, Quezon City, Philippines.

通过亚甲基蓝(MB) (Ajax Finechem)在紫外光下的分解,评价了ZnO-rGO复合材料的光催化活性。在50ml的MB (20μ.m)。之前UV照射,将溶液已经用磁力搅拌器在黑暗中30分钟,以获得其吸附 - 脱附平衡搅拌。然后,将溶液用UV光用铝箔覆盖的腔室内部连续的磁力搅拌照射。一个commercially available UV light source (black light type) was used with an approximate power of 12 W. A Shimadzu UV-mini 1240 UV-Vis spectrophotometer was used to obtain the spectra of MB from 200 nm to 700 nm, beginning at the time when it achieved its adsorption-desorption equilibrium and every 30 minutes thereafter for two hours. At each time, 3 mL of the solution was collected from the reactor. This was done for all five samples of ZnO-rGO composites and for the GO sample.

3。结果与讨论

3.1。亚甲基蓝色的光催化降解

数字1显示了氧化锌还原氧化石墨烯复合材料在紫外光下对亚甲基蓝(MB)的光催化降解随时间的变化规律。

为了比较,实验中也使用了市售氧化锌。为了量化光催化活性,使用了以下效率表达式[11.]: 在哪里一个0MB的吸光度在黑暗和一个t紫外线照明下的MB吸光度是一段时间t(分钟)。

MB在664nm处的吸光度用作测量溶液初始浓度的参考。在整个测试过程中,MB的吸光度峰变为较低波长,表明染料降解导致化学成分改变。该系统化学的这种变化是由于光发生孔和电子促进的氧化还原反应。桌子1显示每个时间间隔的MB的吸光度峰的位置。


催化剂 MB吸收峰(NM)
0小时 0.5小时 1小时 1.5小时 2小时

ZG1 664. 664. 664. 662. 645
ZG2 664. 664. 664. 662. 660.
ZG3 664. 664. 664. 664. 664.
ZG4 664. 664. 664. 664. 664.
ZG5 664. 664. 664. 664. 664.
Zno. 664. 633 620 619 605

ZG2光催化降解MB的效率最高,在1小时内降解了97.7%的染料。据我们所知,这是通过环境友好、低成本和高度可扩展的方法合成的ZnO-rGO复合材料光催化降解MB的创纪录效率。样品ZG1在1小时内的效率几乎相同,为96.4%。第一个小时后,样品ZG1和ZG2对紫外光照的响应很小。由于ZG3、ZG4和ZG5的锌前驱体含量较ZG1和ZG2显著增加,1 h内ZG3、ZG4和ZG5的效率显著下降。锌( 12.与先前报道的ZnO-石墨烯和ZnO-石墨烯氧化物复合材料相比,具有较小的有效表面积,具有特定的表面积范围 13.].增加Zn前体的量减少了样品的有效表面积,这反过来会降低样品ZG3,ZG4和ZG5用于光催化的效率。

而且,在ills等人报告的工作中。[14.tio2光漂白亚甲基蓝(MB)的研究2,它们鉴定了在水溶液中的无色亮叶亚甲基蓝(LMB)的吸光度峰值λ.= 262海里。在这项研究中,他们观察到MB的强度峰(660 nm和292 nm)降低,而LMB的吸收峰强度增加,根据作者的观点,这表明MB还原为LMB。在我们的研究中,LMB在任何间隔的紫外线照射下都没有记录到峰值。这表明MB经历了完全降解。不同样品的MB的完全吸收光谱如图所示1S

使用将浓度相关的一阶动力学模型与以下等式所示的反应时间相关[15.],光催化速率常数,k确定:

对应于每个样品的动力速率直接从LN线性关系的回归分析获得(C0/ c)与t,如图所示1 (b).ZG2样品的速率常数最高,ZG1次之(见附表)1S所有样品的速率常数列表)。随着锌前驱体用量的增加,反应速率明显降低40倍。随着引入更多的锌金属,动力学速率逐渐增加。

有趣的是,观察到在最佳33wt%中获得高效的光催化反应在样品ZG2中获得。徐等人完成了先前的调查。[4结果表明,氧化石墨烯含量从1 wt%增加到3 wt%,可使MB的光催化降解在80 min内达到95%,速率常数为0.0395 min−1.它们将此成就归因于随着GO含量的增加和ZnO氧化物片和ZnO花卉之间的电子相互作用将此成就。然而,它们的方法可以防止进一步的光催化退化,因为RGO已经覆盖了3wt%的底层ZnO花。在结果之后,增加GO含量可能导致动力学率的增加和进一步提高光催化性能。在我们的实验中,通过将锌金属引入底层的去基质上,可以增加GO含量。然而,光催化效率对GO含量的依赖性是对逆行的。随着GO含量从4.8wt%(Zg5)增加到9.1wt%(Zg4)至17wt%(Zg3),2小时后的效率分别从29.2%降至18.0%至13.9%。

所提出的机制是光降解和对RGO / GO纸张吸附的组合。如图所示,亚甲基蓝色被强烈吸附在去表面上[16.].用ZG1和ZG2对MB溶液进行紫外辐照的前几段时间主要是MB分子在光催化剂上的吸附,表现为MB的吸收峰有最小的红移,但伴随有较大的吸收强度差异。根据这些观察,提出了一个两步光降解降解MB的过程。该机理表明,ZG1和ZG2对MB的光降解过程分为两个步骤:(1)MB分子在催化剂上吸附,(2)羟基自由基与MB分子反应分解或降解染料。这一提议的机制与早期的一份报告相一致,该报告中石墨烯薄片作为新的反应位点[17.].

3.2。扫描电子显微照片

在低放大率下(未显示),氧化石墨烯表现为压实片。在更高的放大率下仔细观察,每一张氧化石墨烯薄片看起来都是相对光滑的(图2(a))。锌粉的表面(图2(b)也相对光滑,但含锌颗粒较小。样品ZG2的SEM图像(图2(c))显示薄层覆盖物,似乎是锌金属颗粒。小杆状结构,约0.2 µm直径,出现在RGO板上。甚至更小的颗粒存在于锌金属的表面上,其不会出现在锌粉的表面上。样本ZG5的形态(图2(d))在ZG2中锌粉表面呈现同样的较小颗粒,以及较大的颗粒,推测为氧化锌。在这些表面上没有发现ZG5的任何还原氧化痕迹。

3.3。X射线衍射测定和拉曼光谱分析

为了理解增强光催化的起源,我们分析了XRD和拉曼光谱的观察。数字3.显示所有样品的拉曼光谱。图中可以观察到氧化锌和氧化石墨烯的拉曼活性峰3.(一种)。最突出的峰值在426-429厘米处−1对于含锌样品ZG1到ZG5是归因于E2(高)振动模式,对应于沿着氧亚晶格的振动[18.].这一峰的存在清楚地表明在所有5个样品中都形成了六方纤锌矿状的ZnO,这与XRD结果一致。从437厘米的频率向较低的波数移动−1对应于散装ZnO中的E2(高)模式可能是由于晶体结构域的有限尺寸的缺陷的效果[18.].峰值在575厘米处−1也观察到所有含锌样品。这对应于A1 ZnO [A1(LO)]的A1纵向光学声音模式。

图中还有两个峰3.(a)也归因于ZnO振动模式。在329到333厘米之间的所有样品中发现的峰值−1对应于差值,E2 (high) -E2 (low) [19.20.].峰值在1140厘米处−1在所有样品中发现,除了ZG2在1129厘米处发现−1,分配给二阶纵向光学声子模式[2-LO] II-IV半导体的特性[21.22.)(见补充图2s对于对应于ZnO振动模式的范围的样品的拉曼光谱)。通常,ZnO相对于RGO的这些峰的相对强度随着除ZG2之外的所有样品的增加而延长趋势。除了ZG2红移之外,来自ZG1至ZG2的相对强度突然增加,然后从ZG2到ZG3的相对强度的降低。利用密度泛函理论(DFT)研究第一和二阶拉曼光谱的研究[20.]表明,2-LO声子模式应在1158厘米处找到−1

所有样品均显示出红移,如图所示4.有人建议,红移可能是由于存在缺陷和杂质。由于E2(高)模式的相对强度增加,而红移不能归因于内在缺陷,而是意味着存在外部缺陷。在以前的作品之前已经报道了这种红移,其中Mn代替Zn [23.]和Zr代表Zn [24.].在这项工作中,ZG2样品所表现出的异常行为可能会得到类似的解释。

在1359厘米处观察到的拉曼活跃峰−1和1603厘米−1对应于D-和G带,分别[25.- - - - - -27.].从理想的1580厘米的G波段的蓝色移位−1为石墨对应形成纳米晶石墨[28.].G′和D′带有可能重叠。D '带与晶体缺陷有关[29.].假设G和D'带重叠,然后在加入锌时,G频带在达到峰值约为1577厘米的峰值时移至较低频率−1, D′波段峰值略有增加,达到1611 cm−1样品ZG1到ZG4。The G and the D’ band peaks then redshifts, respectively, to 1570 cm−1和1600厘米−1对于样品ZG5。G和D'带之间的分离,如图所示2(b),可归因于石墨烯片上的任一个菌株[30.31.]或化学掺杂[32.33.].我们还观察到在2685 cm处存在2D和S3波段的峰值−1和2930厘米−1,分别为样品ZG1。二维峰(有时称为G '峰)和S3峰都与石墨烯中的缺陷有关。这些缺陷是由于氧化石墨烯的还原导致的石墨烯平面的边缘[25.26.],它与SEM结果一致。

的d带和G带,即峰的强度之比,D/G,描述了与面内缺陷的存在相对于存在的石墨烯的质量。从ZG1至ZG2,该比例暗示了石墨烯的改进的晶体质量,因为锌含量增加两次。将锌金属前体从Zg2增加到Zg3增加,增加了石墨烯的晶体质量下降的强度比。随着锌含量从ZG3进一步增加到ZG5,D/G比率下降。然而,这并不一定意味着改善结晶度。随着锌含量的增加,D波段的半最大的全宽度增加,并且相对于氧化锌峰强度的D-和G波段的强度降低。最可能的原因是,由于锌金属前体的增加,越来越多的氧化锌形成,其覆盖导致的GO的锌金属的表面上减少从片材RGO拉曼响应。

为了确认样品中ZnO的存在,并进一步研究氧化石墨烯的还原,我们进行了x射线衍射测量。数字5显示了六方纤锌矿ZnO (JCPDS PDF Card 00-036-1451)在31.7°、34.4°、36.2°、47.5°和56.5°的特征峰,对应于100、002、101、102和110面反射。在110面对应的56.5°处,ZG4的强度增大,说明该样品ZnO的厚度增大。这些峰是尖锐的,表明合成的氧化锌有很好的结晶度,与拉曼光谱测量一致。

氧化石墨烯(GO)左右的特征峰θ.= 9.8°和19.2°的001和002飞机也观察到在图中5.合成的氧化石墨还含有少量石墨,从2处的峰可以看出θ. = 42.1° [34.].随着锌含量的增加,该峰不明显,表明石墨烯片发生了功能化。

格子参数的完整列表一个c为ZnO和层间间距为GO 001和RGO是使用布拉格方程计算,并在表中示出2.随着锌金属前体增加,晶格常数降低,接近对应于单晶ZnO的值。相反,晶格常数c对样品Z2具有最大值。这似乎在ZnO之间建议了直接的化学键,但这并未解释随着锌含量的增加而增加的Go格子间距。


样本 一个(一种) c(一种) c/一个 DGO(Å) drGO (A)

9.05
ZG1 3.2613 5.2255. 1.6023 11.04 3.68
ZG2 3.2594 5.2266 1.6005 12.76 3.73
ZG3 3.2554. 5.2136 1.6015 11.32 3.74
ZG4 3.2554. 5.2138 1.6015 11.55 3.75
ZG5 3.2514 5.2138 1.6036 12.26 3.74

4。讨论

讨论了氧化石墨烯还原过程中的三种异常行为。在典型的还原过程中,如热还原[35.36.),热液(7或化学的[916.27.]时,氧化石墨烯被完全还原,这可以从单个特征2向较高值的移动中看出θ.高峰。在这项工作中,在样品ZG1至ZG5的样品光谱中观察到两组峰值约为6.9°至8.6°和23.7°至24.2°。通常,第一组(分配的峰值分配有开放圆圈)归因于Go但转移到较低的值2θ.随着锌含量的增加。这意味着GO片的面间距从9.05 Å逐渐增加到12.26 Å。第二组峰(以闭合圆排列)归因于还原氧化石墨烯(rGO),与之前的结果一致[25.37.].这归因于石墨烯层的形成,因为van der WaaS在复合材料中的石墨烯片之间的断裂和去除氧官能团和吸附的水[910.34.].这支持Zn作用还原剂的想法。

第二个非典型行为是2在2的小峰值存在θ. = 13.0° for samples ZG2 and ZG3. This may be attributed to the presence of water intercalated between the GO sheets, which imply a partial reduction of the GO for these two samples [34.].三是ZG2样品中GO层间距突然增大到12.76 Å。然而,氧化石墨烯薄片之间的吸附水分子的存在并不能解释样品ZG2表现出的这种行为和图中所示的相应的优秀光催化活性1

如图所示1,1小时后,ZG2和ZG3分别具有97.7%和5.7%的效率。预计效率应该随着锌前体的增加而增加,这是自然的。通过注意到这种不连续的趋势可以注意到,随着更多锌添加,更多的Go被覆盖。利用相对较小的锌含量,当锌键与氧气的锌粘合时形成ZnO。

氧化石墨烯对氧化锌的形成起着重要的作用,同时存在两个对应氧化石墨烯和还原氧化石墨烯的XRD峰。氧化石墨烯中的氧与前驱体中的锌键形成前2θ.峰值,氧化石墨烯的明显减少导致第二个2θ.高峰。这两个峰在ZG1和ZG2样品中最为清晰。样品ZG1的光催化效率略有降低的原因是由于缺陷的存在,2D和S3拉曼峰的存在证明了这一点D/G比率。

拉曼测量还显示ZnO相位减小,转相增加随着相对GO含量的增加。由于所有样品中的GO值相同,因此由于GO和RGO平面和从ZG3至ZG5的RGO和RGO的RGA振动模式检测XRD振动模式的检测的减少归因于升高量的锌量覆盖潜在的去。如拉曼和XRD测量中所展示的,锌的增加量也导致ZnO量增加。此外,001达到峰值略高于2的更高值θ.随着锌含量的降低(表1)。它也可以注意到比率D/G在拉曼光谱中,测量值随着锌含量的降低而增加。这意味着随着锌金属前驱体的减少,缺陷数量增加,从而降低了ZnO的形成概率。此外,随着氧化石墨烯层间距的增大,地层形成的概率也随之增大。

这些分析表明三两件事。首先是锌化学结合的石墨烯形成RGO的表面上的氧。氧化锌是通过与在石墨烯上的含氧官能团(OFGs)化学键形成的想法首先由Ma等人提出的。[38.].OFGs作为ZnO微晶的成核位置。最后,每个氧化锌晶体结合形成一个氧化锌薄膜。在这个实验中,金属表面的锌很容易与OFGs结合,形成Zn-O-C。其次,MB的光催化降解主要是由于ZnO的作用。我们推测还原氧化石墨烯的存在只是通过防止电子-空穴复合来提高降解效率。第三点是Zn-O-C键的形成大大增强了ZnO的光催化作用。这种推测需要进一步的调查。

机械混合中的一种可能缺点是当ZnO形成在溶液中时,它可能不会与石墨烯直接结合。ZnO与石墨烯的相互作用可能更多是偶极偶极相互作用而不是直接电荷转移。已经表明,ZnO的Zn封端极性表面均在石墨烯的电荷分布中引起偶极子[39.].虽然先前描述zno -石墨烯复合材料光催化的工作表明,该工作相对有效,但动力学速率更多地受益于直接电荷转移而不是电荷诱导。这一假设需要在未来通过更详细的实验进一步验证。

GO增强ZnO的光催化活性也暗示染料敏化太阳能电池的更好材料。Zn-O-C键合尚未证明在金属氧化物和导电电极之间的电子转移动力学方面更好。为了验证这种化学键的指示,我们在样品ZG2上进行了热重量(Tg)和差分热分析(DTA),并将其与用作前体和市售ZnO的锌金属粉末进行比较。TG和DTA测量结果如图所示6.所有样品均出现低于100℃的质量损失,这对应于除去水分子。可以在锌金属样品的DTA测量中观察到两个吸热峰。在253°C和428°C时的两个吸热峰归因于来自固体至液体的锌的相变。在第二次吸热过程之后,即使随着温度的增加,我们也观察到没有质量损失。相反,在600℃开始检测样品质量的增加。这种放热过程可能归因于ZnO可能的形成。ZnO样品没有显示出任何显着的体重减轻。这是可以理解的,因为它很高的熔点近2000°C。

放热峰展出T> 600℃对应于六方纤锌矿相的进一步结晶。这与现有文献的结果一致[40].样品ZG2在100 ~ 300℃的质量损失约为11%,对应于244℃时锌的相变和氧化石墨烯的燃烧。以前的报告表明,氧化石墨烯的热还原在150°C到200°C之间最有效,留下带有晶格缺陷的近乎结晶的碳片[34.].温度进一步升高,锌在423℃发生相变,碳在500℃~ 600℃发生燃烧,与文献[7].在T> 600°C,其余33%为氧化锌,这表明质量不变,放热过程导致ZnO结晶。

这些结果暗示了两件事。首先,氧化石墨烯的还原导致了锌的氧化,剩余33%的氧化锌说明了这一点。样品ZG2由67%的锌和33%的氧化石墨烯组成的前驱体合成。因此,与在碱性溶液中形成ZnO(或Zn-O-C)相比,氧化石墨烯作为氧化底物时更有利于形成ZnO(或Zn-O-C)。这一解释支持了之前的研究,即氧化石墨烯作为成核种子和附着力促进ZnO薄膜的形成[35.].其次,氧化石墨烯反过来促进氧化锌的形成,这一观点表明,氧化锌可以插层在石墨烯薄片之间,这是由XRD和Raman结果所支持的。

已发表的研究也表明,ZnO对石墨层的包封抑制了ZnO的光腐蚀[3.].h+与氧化锌反应形成锌(2+)和氧气。利用碳层,MB分子被强烈吸附。光生H.+由于ZnO与碳层的键合,与吸附的MB分子反应并限制ZnO的光腐蚀。这导致在本工作中表现出的增强的光催化活性。

5。结论

以锌粉为前驱体,在室温下通过一锅化学沉积法合成了氧化锌还原氧化石墨烯,并对复合材料的光催化性能进行了表征。样品ZG2在1小时内降解了97.7%的染料,对应的降解动力学速率为0.125/min,对MB的光催化降解效率最高。据我们所知,这是ZnO-rGO复合材料光催化降解MB的最高效率。我们认为,ZnO - o - c的可能形成以及ZnO与石墨烯层之间的协同作用导致了光催化性能的提高。

数据可用性

用于支持本研究结果的特征数据和实验结果包括在文章和补充文件中。

披露

本文的摘要已提交http://phantomsfoundation.com/GRAPHENECONF/2017/Abstracts/Grapheneconf2017_Agulo_Ian_Jasper_471.pdf

利益冲突

作者声明本文的发表不存在利益冲突。

致谢

这项研究是由菲律宾国家研究理事会(NRCP)(I-97)的资助。

补充材料

图1S。使用(a)ZG1,(b)中ZG2 MB的吸收光谱,(c)中ZG3,(d)ZG4,并针对不同的紫外线照射时间间隔(e)中ZG5。表1S。光催化速率常数(kZnO和ZnO还原氧化石墨烯复合材料对亚甲基蓝(MB)的光降解性能。图2。对样品GO, ZG2, ZG3, ZG4和ZG5进行拉曼光谱测量,得到ZnO振动模式对应的范围。补充材料

参考

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