光催化

在解决纳米二氧化钛的光谱响应范围时，团队研究决定加入石墨烯材料，“纳米二氧化钛在吸光后会产生电子，如果不快速转化为自由基，电子就会‘跑’掉，石墨烯有强导电性，我们希望用石墨烯快速传输电子，转化自由基。”孟浩天说，理论是成立的，但实验过程很不顺利，他们连做了两个多月实验，尝试了各种配比，却始终不成功。后来他们才发现，石墨烯不溶于水，想要成功，要换成具有亲水性的氧化石墨烯材料，“有了氧化石墨烯及氧化铋等材料的加入，我们制备的光催化剂材料光谱响应范围，从只有紫外线，扩展到了紫外线和可见光。”

研究表明，卓越的微波吸收性能归功于独特的界面构造和多孔结构，以及增强介质损耗和良好阻抗匹配的协同效应。令人印象深刻的是，获得的样品还显示出 52.63 dB 的优异电磁干扰屏蔽效率，以及分别为 96.5% 和 91.6% 的抗生素四环素（TC）和土霉素（OTC）光催化降解效率，这揭示了其多种用途的本质。因此，这项工作为综合环境应用提供了一种前景广阔的多功能材料，并为当前的环境问题提供了一种创新的解决方案。

在本研究中，光催化降解的主要模式有机成分是双酚A (BPA)。在可见光照射下，氧化还原反应最终产生OH自由基。此外，由于石墨烯π-π相互作用，rGO表面吸附苯酚分子，从而缩小带隙，提高双酚A降解效率。

g-C3N4/RGO/AZIS纳米复合材料在实际应用中也显示出巨大的潜力，因为它具有多功能性、良好的循环稳定性、高的放大机会和低的环境危害，包括其固有的低毒性、绿色合成过程和光催化过程中无金属泄漏。这项工作还表明，构建C3N4-支持的二维异质结纳米复合材料是进一步提高半导体光催化效率的有效策略。

综上所述，，首先通过OVSP方法制备了长度为2-5 mm，直径为200 μm的ZnO微管。然后利用GO通过扩展ZnO的有效光谱范围并建立从ZnO到GO的电荷转移通道来改变ZnO微管的抗菌能力以形成ZnO / GO PAA。这项工作为未来用于健康保护应用的高效耐用的光催化抗菌剂提供了途径。

由于石墨烯独特的性质，石墨烯在光催化的三个步骤，即光吸收、电荷分离和表面反应中均起到关键作用。在光吸收方面，石墨烯不仅可以增强光活性组分的吸光强度、拓宽其吸光范围，还可以作为光敏剂自身产生电子。由于其良好的导电性，石墨烯被认为是促进光生载流子分离和迁移的有效助催化剂。此外，石墨烯超高的理论比表面积和独特的表面性质使其对特定反应物分子具有较强的吸附能力，有利于表面反应的进行。

石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（RGO）特殊的二维共轭结构保证了其作为支撑平台分散和稳定半导体材料（BiOX）的作用。其丰富的表面基团和电子接受转移能力发挥了电子收集和转运体的作用，抑制了电子空穴对的重组，有效地促进了电荷分离，从而增强了可见光下的有效光催化活性。但这些合成方法通常涉及两步或需要高温高压条件，且需要使用大量有机溶剂，增加了生产成本和环境污染风险，不利于工业化规模生产。因此，一步合成具有优异光催化活性的复合材料仍然是一个挑战，而无溶剂研磨法则是一种简单、快速、环保的合成方法。