半導体/グラフェン複合光触媒のいくつかの調製方法の紹介

調製方法は、複合光触媒の形態、構造、サイズ、およびグラフェンの半導体への結合方法に直接影響します。本論文では、主に、水加熱/溶媒加熱法、溶液混合法、その場成長法など、半導体/グラフェン複合光触媒を調製するためのいくつかの方法について説明します。

水熱/溶媒熱法による半導体/グラフェン複合光触媒の調製

水熱/溶媒熱法は、半導体材料の結晶成長の伝統的な方法です。現在では、半導体/グラフェン複合材料を合成するための効果的な方法でもあります。準備プロセスは、一般に、半導体または半導体前駆体を酸化グラフェンにロードすることです。（GO）またはグラフェン、酸化グラフェンは、熱湯および溶媒条件下でグラフェンに還元されます。

ハイドロサーム/溶媒加熱法は、半導体/グラフェン複合光触媒を合成します。多くの場合、半導体とグラフェンの間に化学結合が生成されます。得られた複合光触媒は、グラフェンと半導体の相乗効果を十分に発揮することができます。それはその光触媒エネルギーを改善するのに役立ちます。張ら。化学結合したTiO2（P25）/ GRナノ錯体をワンステップ水熱法で合成。水熱反応が進むと、GOの還元とP25の負荷が同時に完了します。調製されたP25 / GR光触媒は、優れた染料吸着能力と効果的な電荷分離を備えています。

熱水/溶媒熱法による半導体/グラフェン複合光触媒の合成、半導体粒子はグラフェン上に比較的均一な分布を形成する傾向があります。たとえば、Neppolian etal。水熱法により均一に分布したPt / TiO2 / GO複合光触媒を得た。 Li etal。溶媒熱法によりCdSの均一分布を得た。半導体/グラフェン複合光触媒。 Wu et al .. / GRナノ粒子、グラフェン錠剤上に高密度かつ均一に堆積したZnOナノ粒子。 Wang etal。[26]粒子分散が良好なTiO2 / RGO（還元型酸化グラフェン）ナノ粒子を水熱法で調製しました。

半導体/グラフェン複合光触媒のいくつかの特殊な形態は、熱水/溶媒熱法によっても得ることができます。 Ding etal。溶媒熱法により高エネルギー（001）結晶表面に曝されたグラフェン上に極薄のTiO2ナノ粒子が得られました。シェンら。改良されたワンステップ水熱法を使用して合成された葉。 TiO2 / RGOコンポジット。 Zou etal。ナノ結晶核の単純で一般的な直接水熱法を使用して、柔軟なグラフェンの両側にTiO2、ZnO、MnO2、CuO、およびZrO2ナノメートルロッドアレイを合成し、サンドイッチ複合構造を形成しました。 MO / G / MO、形態が均一であるだけでなく、半導体とグラフェンが化学的に結合しています。

2、半導体/グラフェン複合光触媒の溶液混合法の調製

複合光触媒は、グラフェン（または酸化グラフェン）懸濁液を半導体粉末（または半導体前駆体イオン）を含む溶液と混合し、乾燥、煆焼などの簡単な処理で調製します。この方法を溶液混合と呼びます。方法。雨水加熱・溶剤加熱法に比べ、反応条件が穏やかで、方法が簡単で、製造コストが安い。

溶液混合法による半導体/グラフェン複合光触媒の調製については多くの報告があります。その中で、TiCl4懸濁液は酸化グラフェン懸濁液と直接混合され、酸化グラフェンは水和ヒドラジン、TiO2 / GR複合光触媒によってグラフェンに還元されます。 Liu etal。図4に示すように、GOを溶液の形でTiO2ナノメートルロッド（またはナノ粒子）と混合して、TiO2ナノメートルロッド/ GOおよびTiO2ナノメートル粒子/ GOを生成します。2つの複合光触媒。 TiO2を除いて、他の半導体とグラフェンの組み合わせは、ZnO / GR複合体、SnO2 / GR、Sr2 Ta2 O 7-xNx / GR複合体などの溶液混合法によっても調製できます。

溶液混合法は操作が簡単で、反応条件は穏やかです。さまざまな半導体/グラフェン複合光触媒を同時に製造することができます。岩瀬などには、GO、Bi VO4、Ru / SrTiO3：Rhの3つの溶液が含まれます。混合、調製されたBi VO 4 / RGO、Ru / SrTiO 3：Rh / RGO複合光触媒。 Ngらは、酸化グラフェン溶液と3つの光触媒材料（WO3、Bi VO 4、TiO2）を混合しました。 3つの半導体/グラフェン複合光触媒を準備しました。

3、半導体/グラフェン複合光触媒のその場成長法の準備

その場成長法は、半導体/グラフェン複合光触媒を調製するための最も効果的な方法の1つでもあります。この方法では、半導体前駆体の加水分解を制御するために、酸化グラフェン（またはグラフェン）と組み合わせた半導体前駆体を使用することがよくあります。半導体はグラフェン上に結晶核を成長させます。酸化グラフェンが還元されて、半導体/グラフェン複合光触媒が得られます。

Zhang Qiong etal。低温（<; 100oC）での初期反応物としてグラファイトと硫酸チタンを使用Ti（SO4）2 [TiO]によって加水分解された酸化チタン-グラフェン挿入複合材料の調製2+基は、静電引力によって酸化グラフェン層に拡散し、低温でその場で成長し、TiO2-GO挿入複合材料を形成します。江ら膨張グラファイトサンドイッチを助けるために真空と界面活性剤を使用してください。 TiO2ナノ粒子のその場成長、真空環境は、膨張したグラファイトの層へのTiO2前駆体溶液Ti（OBu）4と界面活性剤の侵入を促進し、界面活性剤の助けを借りて、無数のTiO2ナノ粒子がその場で均一に成長します。徐々に形成されたTiO2 / GR錯体。張ら。 SnCl2およびTiCl3イオン溶液をGO分散液に添加し、SnCl2およびTiCl3はGOを還元し、対応するSnO2およびTiO2ナノ結晶を加水分解して形成します。 ZnO / GR複合光触媒は、その場成長法によっても合成できます。酸化グラフェン懸濁液にZnO前駆体Zn2 +水溶液を加えると、酸化グラフェンフレークにZn2 +が吸着し、酸化グラフェンをNaOHとNaBH4で還元してZnO / GR複合光触媒を得る。 Du et al .. P123、TTIP、TiCl4、GOは、エタノールまたはテトラヒドロフランのコロイド懸濁液で構成され、ポリスチレンタンパク質膜でコーティングされたガラス基板によって懸濁液に浸され、数回繰り返し含浸され、最後に還元および焼成されたグラフェンです。図6に示すように、ヒドラジン蒸気を含む酸化物、テンプレートとしてポリスチレンゴム球を使用した層状の規則正しいマクロポーラス-メソポーラスTiO2 / GR複合フィルムを得ることができます。 GO水分散液の存在下で、TiF4をその場で加水分解して花の形のTiO2 / GO複合材料を合成することにより、Liなどを直接その場でグラフェン錠剤上に均一なメソポーラスTiO2ナノワイヤーを合成すると報告しました。

4、半導体/グラフェン複合光触媒を調製する他の方法

上記の3つの方法に加えて、電気化学的堆積法、原子層堆積法など、半導体/グラフェン複合光触媒の調製を達成できるいくつかの方法もありますが、調製技術とコストの条件があります。これらの方法は、実際の合成ではあまり使用されません。 Duなど[48]ガラス状炭素電極へのZrO2 / GRの電気化学的堆積。 Meng etal。[49] TiO2 / GR複合材料は、原子層堆積（ALD）によって調製されました。 TiO2はグラフェン上に75回堆積し、250°Cでの真空焼成後に形成されました。

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