NiO修饰石墨烯纳米复合材料的多功能电催化与光电催化性能研究：亚甲基蓝染料降解及结构-光学-电学特性分析

本文推荐：研究通过溶胶-凝胶/自燃烧法制备NiO修饰石墨烯纳米复合材料（NiO-G NCs），采用FTIR、XRD、SEM等多种表征手段证实材料具有立方晶系NiO结构（3.216-3.363 eV带隙）。该材料在Cl-存在下对亚甲基蓝（MB）染料展现卓越降解性能（PEC效率达96.02%），?OH自由基为主要活性物种，经5次循环仍保持91%活性。其独特的介电性能和AC电导率（随石墨烯浓度增加）使其成为废水处理的理想候选材料。

　　

【材料与方法】

实验采用印度Loba Chemie提供的四水合硝酸镍（Ni(NO₃)₂·4H₂O，纯度99%）和甘氨酸（C₂H₅NO₂），石墨烯由埃及碳材料公司通过电化学法制备（批号ECCM-EG/2023）。亚甲基蓝染料（MB）购自Sigma-Aldrich，其他试剂包括氯化钠（NaCl）、抗坏血酸等均采用分析纯。

【FTIR分析】

图2(a)揭示了NOG-0 NPs和NOG NCs样品的特征吸收峰：445、560和881 cm^-1处为Ni-O振动峰，630 cm^-1对应Ni-O-H伸缩振动。1488 cm^-1处的尖锐峰归属N-C键振动，而1000 cm^-1处的峰则来自C=C双键振动。石墨烯的引入导致吸收峰展宽，证实了NiO与石墨烯的界面耦合作用。

【结论】

溶胶-凝胶/自燃烧法成功制备的NOG NCs展现出：1）XRD证实立方晶系NiO结构；2）SEM显示石墨烯片层上分布非均匀球形NiO纳米颗粒；3）UV-Vis DRS显示带隙从3.363 eV（NOG-0）降至3.216 eV（NOG-3）；4）在含Cl^-体系中，PEC降解MB效率达96.02%；5）介电常数随频率升高呈指数衰减，而AC电导率随石墨烯含量增加而提升。