一步法制备具有增强光催化活性和光伏性能的TiO2/石墨烯杂化介孔薄膜

摘要： 我们采用一步气热法合成了基于二氧化钛-还原氧化石墨烯（RGO）杂化材料的中孔薄膜，无需额外退火工艺。气热制备的TiO2-石墨烯杂化材料（VTH）具有超大比表面积（约260 m2/g）和低团聚度的独特结构，从而增强了光捕获能力并提高了电荷产生与分离效率。研究发现，在VTH生长过程中同步获得了孔隙分布均匀的中孔薄膜。当使用5.0 wt% RGO含量的VTH薄膜作为光催化活性层时，实现了甲基橙降解的最高光催化活性。此外，当采用0.75 wt% RGO含量的VTH薄膜作为染料敏化太阳能电池的光阳极时，其功率转换效率达到7.58%，较传统溶剂热法制备的纯TiO2光阳极电池提升了73.1%。这种简便的TiO2/石墨烯杂化中孔薄膜合成方法，有望为制备其他具有超高光催化活性和光伏性能的金属氧化物/石墨烯杂化材料提供实用解决方案。