利用氢等离子体处理的TiO2@Ti3C2Tx@ZnFe2O4异质结构复合材料增强甲基蓝的光催化降解效果

《Advanced Engineering Materials》：Enhanced Photocatalytic Degradation of Methylene Blue Using Hydrogen Plasma-Treated TiO2@Ti3C2Tx@ZnFe2O4 Heterostructure Composites

氢等离子体处理显著提升TiO?@Ti?C?T?@ZnFe?O?复合材料光催化性能，使甲基橙降解速率提高1.6倍，105分钟内完全矿化。机理为表面官能团修饰及Ti??含量增加促进电荷分离与抑制复合。

　　

摘要

本研究探讨了氢等离子体处理对TiO₂@Ti₃C₂T_x@ZnFe₂O₄复合材料光催化活性的影响。通过甲基蓝（MB）的光催化降解测试，确定了最佳等离子体处理条件，包括温度、功率和处理时间。结果表明，经过处理的Ti₃C₂T_x MXene基光催化剂的反应速率是未处理样品的1.6倍。此外，在最佳等离子体条件下，该光催化剂在105分钟的紫外光照射下能够完全降解甲基蓝。这种性能的提升是由于氢等离子体处理改变了Ti₃C₂T_x化合物的表面官能团，以及TiO₂@Ti₃C₂T_x@ZnFe₂O₄异质结构中Ti⁴⁺的存在。这些因素促进了光生电子-空穴对的分离，防止了它们的复合。氢等离子体处理的创新应用显著提高了MXene基复合材料的光催化效率，为先进的染料去除技术奠定了基础。

图形摘要

氢等离子体处理通过修饰表面官能团和增加Ti⁴⁺含量，提升了TiO₂@Ti₃C₂T_x@ZnFe₂O₄复合材料的光催化性能。在最佳条件下，处理后的催化剂降解甲基蓝的速度提高了1.6倍，并在105分钟内实现了完全去除。改进的电荷分离和减少的复合现象提升了这一效率，为先进的染料降解技术提供了有前景的途径。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。