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通过MXene Ti<sub>3</sub>C<sub>2</sub>衍生的二维碳增强TiO<sub>2</sub>/BiVO<sub>4</sub>异质结构相互作用实现高效可见光光催化

DOI：10.1088/1361-6528/aaf313 期刊：Nanotechnology 出版年份：2018 更新时间：2025-09-10 09:29:36
摘要： 异质结构光催化剂通过降低光生电荷的复合，在污染物去除中发挥重要作用。本研究采用二维层状Ti3C2 MXene前驱体，制备了新型TiO2/C/BiVO4三元复合物，同时克服了TiO2/BiVO4二元异质结构的晶格失配问题。拉曼和XPS分析证实了TiO2、碳与BiVO4组分间的强耦合效应，HRTEM结果明确了异质结构特征。该三元TiO2/C/BiVO4复合材料展现出优异的光催化降解罗丹明B性能，其效率约为纯BiVO4的4倍、二元TiO2/BiVO4异质结构的2倍，在可见光照射（λ>420 nm）下达到13.7×10-3 min-1的反应速率常数。研究还提出染料去除的可能机理：RhB分子既被BiVO4组分上的光生空穴（h+）直接氧化，也被异质结构导带电子产生的超氧自由基（O2·-）降解。该工作为开发高效利用太阳能的可见光响应纳米材料提供了新思路。
作者： Liang Shi，Yelong Zhang，Xiaofei Qu，Fanglin Du
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过MXene Ti3C2衍生的二维碳研究TiO2/BiVO4异质结构中增强的相互作用以实现高效可见光光催化。

研究成果

TiO2/C/BiVO4三元复合物在可见光下对罗丹明B降解表现出优异的光催化性能，这归因于通过MXene Ti3C2衍生的二维碳增强了TiO2与BiVO4之间的相互作用。该工作为开发高效的可见光响应光催化剂提供了新途径。

研究不足

该研究聚焦于罗丹明B在可见光下的光催化降解，但未讨论TiO?/C/BiVO?异质结构在实际场景中的可扩展性与实际应用。

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