调控硫化铋纳米花在还原氧化石墨烯涂层碳布上的集成机制以增强光催化性能

《Synthetic Metals》：Tuning integration mechanisms of bismuth sulfide nanoflowers on reduced graphene oxide coated carbon fabric for enhanced photocatalytic performance

本文系统研究了通过溶剂热法将Bi2S3纳米花（BiS nF）与rGO修饰碳布（CF）集成的三种策略（直接生长/浸渍干燥/粘结辅助），发现直接生长法可形成均匀致密的异质结结构，使BiS@rGO@CF杂化光催化剂对亚甲基蓝（MB）的降解率提升至79%，并展现出优异的电化学稳定性（-4~8 mA/cm2电流密度），为柔性基底光催化剂设计提供了新思路。

　　

材料

用于合成BiS nF的化学品为分析纯级别，无需进一步纯化。Bi₂S₃纳米花合成所需的前驱体：三氯化铋（BiCl₃）、硫代乙酰胺（TAA: C₂H₅NS）和乙醇均购自Sigma Aldrich公司。碳布（平纹组织，经纬密13根/英寸，克重250g/m2）由韩国NARA Cell-Tech公司提供。实验室级甲醇和乙醇溶剂购自Sigma Aldrich集团。还原氧化石墨烯（rGO）的制备采用...

BiS@CF和BiS@rGO@CF的染料降解分析

首先评估了不同集成方法制备的BiS@CF催化剂对亚甲基蓝（MB）染料的降解效果（图3）。直接生长法展现出最高的光催化活性，其次是浸渍干燥法和粘结辅助法。图3(a)显示直接生长的BiS@CF吸光度谱在40分钟内显著下降，即使延长照射至100分钟仍保持活性，但强度降低速率有所减缓。

结论

本研究揭示了基于溶剂热的集成策略对光催化剂性能的重要影响。三种BiS nF与碳布（CF）的集成方法中，直接生长法以54.3%的MB降解效率领先，浸渍干燥法（44.1%）和粘结辅助法（37.5%）次之。直接生长法的优势在于形成均匀致密的纳米花结构，创造了最大光催化活性面积。