改性氧化物/石墨纳米复合材料的吸附、光催化及光学性能研究及其在环境修复中的应用价值

本文系统研究了石墨（G）修饰的金属氧化物纳米复合材料（NCs）在吸附、光催化及光学性能方面的协同增强效应。研究表明，通过共沉淀法和水热法合成的CuO/G（Cu/G）、Fe2O3/G（Fe/G）及CuO/Fe2O3/G（CuFe/G）纳米复合材料，相较于单一组分（如CuO、Fe2O3或石墨），具有更窄的能隙（Eg，1.45–2.45 eV）、更高的比表面积（SA）和显著提升的光催化效率（η，如Cu/G达61.02%），为开发高效水处理及光电器件提供了新材料策略。

　　

Highlight

本研究的亮点在于成功合成了基于石墨（G）的纳米复合材料（NCs），包括CuO/G（Cu/G）、Fe₂O₃/G（Fe/G）和CuO/Fe₂O₃/G（CuFe/G）。这些材料展现出显著改善的吸附行为、光催化活性和光学特性，使其在环境修复和光电器件领域具有广阔的应用前景。

结论 (Conclusion)

这项研究令人信服地表明，基于石墨的纳米复合材料（Cu/G、Fe/G、CuFe/G）的性能显著优于其单个组分。在结构上，X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）分析证实了金属氧化物成功整合到石墨基质中。在光学性能上，这些纳米复合材料（NCs）表现出窄化的能隙（E_g，1.45-2.45 eV），这非常有利于吸收可见光。在功能测试中，Cu/G纳米复合材料实现了优异的光催化效率（61.02%）和吸附容量（51.87%），证明了电荷转移和表面积增加是性能提升的关键机制。这些发现为设计用于水处理和光电子学的高性能复合材料提供了新的思路。