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半導體光催化劑在學術界和工業界獲得了廣泛關注。半導體光催化劑的光譜吸收范圍和電子傳輸是影響光催化活性的兩大關鍵因素。為了探索催化材料對光催化性能的影響，湖南大學物理與微電子科學學院魯兵安副教授的研究團隊采用了一種簡單、低成本的靜電紡絲方法大規模制備出多孔的WO3/石墨烯納米纖維復合薄膜材料，所制備的復合薄膜具有光譜吸收范圍廣、優良的電子傳輸性能使得其具有優異的降解活性。相關論文發表在Advanced Science。
新型薄膜降解有機物的原理示意圖
構建復合材料體系是提高光催化劑效率的有效方法之一。該團隊制備的復合薄膜材料以WO3納米纖維作為骨架、石墨烯“裸露”與固定在骨架之間。這種多孔框架結構強化了石墨烯與有機芳香分子的π-π共軛堆積效應；同時多孔薄膜材料可以增加可見光反射作用，進一步改善可見光的利用率，增強了有機分子的降解速率；石墨烯與半導體材料的復合更有利于光生電荷的轉移與分離，有助于提高催化劑的光催化活性和穩定性。實驗結果表明，由石墨烯與半導體催化劑構建的復合材料體系顯著的提高了光催化活性和效率。同時由于該催化體系采用薄膜結構，便于催化劑的回收與再循環利用，為研發新型的高活性可見光催化劑提供了新思路，有望推動可見光催化劑的發展。
相關工作得到了國家自然科學基金，教育部博士點基金，國家留學基金，湖南大學交叉學科基金的資助。
轉自石墨烯網--石墨烯論壇www.graphenes.net
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