Au 和Fe3O4 纳米微粒共嵌TiO2 复合纳米纤维的磁滞回线与磁性分离过程示意图.
TiO2 因具有良好的化学稳定性且廉价、无毒而受到广泛研究,尤其是在光催化领域 .然而,由于禁带宽度较大,其对可见光的响应度较低,而且光生电子易与空穴复合,使其光量子效率较低,这些在很大程度上限制了TiO2 在太阳光照射下的光催化效率。同时,光催化剂的分离及重复利用等问题也是一大难题.研究发现,将非金属元素(N, B, S, F 等)或金属元素(Fe, Cr, Mo, W, V 等)掺杂到锐钛矿晶格内部可使其禁带宽度变窄, 扩展其光响应范围,从而提高其可见光催化效率.另外,对TiO2 光催化剂进行贵金属沉积改性也是一种有效的途径.贵金属能够捕获电子,从而减缓光生电子与空穴的复合, 等离子体共振效应可以扩展其光响应范围Xue等以Au和Pt纳米微粒共修饰的TiO2 纳米纤维为光催化剂,通过双重光照辐射加强了光催化产氢效率.我们课题组制备的Ag 修饰的Fe3O4 / TiO2 复合磁性纳米纤维也表现出较好的紫外光催化效率和分离能力.王晓辉等先通过静电纺丝法制备了含有Fe3O4 纳米微粒的TiO2复合纳米纤维, 再通过浸渍还原法将Au 纳米微粒嵌入到TiO2 纳米纤维上,得到了一种Au 和Fe3O4 纳米微粒共嵌TiO2 的复合纳米纤维,该材料具有较强的磁性,同时对可见光的响应能力得到明显加强,不仅具有很好的可见光催化效率,而且易于分离和重复利用.