石墨烯—铁掺杂二氧化钛复合物制备及其光催化性能

以氧化石墨烯溶液为底水,采用一步法热水解工业钛液制备石墨烯-铁掺杂二氧化钛复合光催化剂。以亚甲基蓝光催化降解为目标反应评价其光催化性能,考察了氧化石墨烯溶液浓度、加料速率、升温速率等因素对其光催化性能影响。采用XRD、SEM、FT-IR、UV-vis DRS及XPS等技术对其进行表征。研究结果表明:掺杂铁以Fe~(3+)形式进入TiO_2晶格形成杂质能级,提高复合物可见光响应范围。石墨烯有利于光生电子传输,实现光生电子-空穴对有效分离,提高光催化量子效率。最佳水解条件为:石墨烯溶液浓度为0.03 mg/mL、加料速率为8 mL/min、升温速率为1.0℃/min。在此条件下,紫外光下及可见光下光催化效率分别为94.15%和80.89%。