/图片-1/中国科学院 本文以石墨烯在光催化中的多种基本作用为导向,综述了石墨烯基复合光催化剂的优化策略和合成方法,并提出了石墨烯基光催化剂进一步研究的关键挑战和前景展望
鸣谢:中国催化杂志 石墨烯(Graphene,GR)是一种具有六方堆积晶格结构的单层碳片,由于其在增强光吸收、电子转移动力学和表面反应方面的迷人特性,在人工光催化中显示出诱人的潜力
目前,多功能GR基光催化剂,如GR-半导体、GR-金属和GR-有机物,已被广泛应用于光催化分解水、环境净化、二氧化碳减排和选择性有机合成,为解决能源短缺和环境危机提供了一种可行和可持续的策略
由于理想GR独特而迷人的特征,包括2D平面结构、高理论比表面积、优异的光学透过率、优异的电子导电性和良好的化学稳定性,GR被认为是一种有希望提高人工光合作用系统的太阳能转换效率的助催化剂
此外,在一些特定的光催化体系中,GR还能够作为大分子光敏剂自身产生光电子
众所周知,选择合适的合成方法对定制GR基复合材料的性能起着重要作用,如形貌、尺寸、缺陷结构和表面/界面性能,这些都与其光催化性能密切相关
因此,人们致力于探索和优化合成方法,如水热/溶剂热法、燃烧处理法、低温油浴法、溶胶-凝胶法、超声辅助沉积法、微波辅助合成法、光辅助还原法、电化学沉积法等,以构建具有理想结构的高效石墨基复合材料
最近,一个由教授领导的研究小组
中国福州大学的易教授综述了多功能GR基复合光催化剂的优化策略和合成方法
首先介绍了GR基复合材料的优化策略,如降低GR的缺陷密度、化学掺杂、优化GR和光活性组分的维度、沉积助催化剂构建双或多助催化剂体系以及优化GR基复合材料的界面参数
然后,从一个新的角度讨论了GR基复合材料的合成,即GR在光催化中的作用,包含光电子介体和受体,提高吸附能力,剪裁光吸收范围和强度以及高分子光敏剂
此外,对提高石墨基复合材料太阳能转换效率的挑战和潜在发展策略进行了简要展望
这篇综述发表在《中国催化杂志》上
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