Coatings：氧化石墨烯涂覆氧化鋅核殼納米纖維的制備及其光催化性能和耐久性研究

DOI:10.3390/coatings10121183

近年來，異質結構半導體光催化劑在促進全球環境清潔方面受到了廣泛關注。在此，研究者通過簡單的同軸靜電紡絲和隨后的退火工藝合成了氧化石墨烯（GO）包裹氧化鋅（ZnO）核殼納米纖維（CSNFs），以獲得高效的光催化性能和穩定性。異質結催化劑由ZnO和GO組成，其中由ZnO形成封閉的核部分，GO則位于表面，用作保護殼。通過場發射掃描電子顯微鏡、高分辨率透射電子顯微鏡和X射線衍射證實了所需產物的成功合成。與相應的ZnO NFs相比，ZnO@G CSNFs顯示出增強的光催化活性。同樣，以核-殼形式將GO摻入ZnO納米纖維中可顯著抑制光腐蝕。這項研究強調了使用GO作為涂層材料來增強ZnO基光催化劑光催化性能的可行性。

圖1.ZnO NFs和ZnO@G CSNFs的XRD圖（a）；ZnAc/PVP/G NFs的FE-SEM圖像（b）；350℃/3h退火的ZnAc/PVP/G CSNFs的FE-SEM圖像（c）；450℃/3h退火的ZnAc/PVP/G CSNFs的FE-SEM圖像（d）；550℃/3h退火的ZnAc/PVP/G CSNFs的FE-SEM圖像（e）；ZnO@G CSNFs的SEM-EDS（f）。

圖2.ZnO NF的TEM圖像（a）；ZnO NF上的ZnO顆粒（b），GO（c）和ZnO@G CSNF（d）的放大圖像；ZnO@G CSNF的放大圖像（e）；ZnO@G CSNF的元素映射圖（f）：（f’）C；（f”）Zn；（f”’）O。

圖3.不同樣品在紫外光下對MB的光催化降解（a）；ZnO@G2 CSNFs在紫外光下處理MB溶液長達2h的紫外可見吸收光譜（b），插圖為樣品的數字圖像，實時顯示顏色變化（b-1）；不同樣品的光催化降解循環（c）。

圖4.顯示內部結構和降解機理的示意圖。