中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所李铁副研究员、西交利物浦大学王颖异等组成的研究团队通过水热法制备出还原氧化石墨烯-BFO(RGO-BFO)纳米晶复合材料并对其催化性能进行了研究,相关研究成果以“石墨烯–铁酸铋纳米晶复合材料的制备及其催化性能研究”为题发表在《无机材料学报》上。
该研究以Bi(NO3)3、Fe(NO3)3和GO为前驱体,在碱性条件下以Vc为还原剂,通过一步水热法合成出RGO-BFO纳米晶(<10nm)复合材料。反应过程中,RGO二维片层之间的限域作用使得BFO仅能生长成纳米晶结构,同时负载BFO纳米晶又能阻止RGO在高温高压下重新团聚或石墨化。由于BFO纳米晶与RGO衬底之间相互协同作用,RGO-BFO纳米晶复合体系不仅原有BFO本征可见光吸收特性得到提升,而且其紫外光吸收特性得到较大增强。复合材料体系展现出远优于BFO纳米(>10nm)颗粒材料的光催化降解性能,40min对亚甲基蓝吸附–催化效率接近100%,这主要得益于复合体系在紫外光下能产生更多的光生电子–空穴对,且电子–空穴对复合率下降、存活时间更长。另外,复合材料体系的磁性使其能从溶剂中回收并重复使用,且具有良好的循环利用效率。
该研究得到了国家重点研发计划(2017YFA0701101,2020YFB2008501)、国家自然科学基金(62071462,51702354)、中国科学院青年促进会(2020320)、江苏省基础研究计划面上项目(BK20201195)、苏州市重点产业技术创新项目(SYG202029)等资金支持。