纳米阵列材料具有整齐的结构和较高的比表面积,在光学吸收和载流子定向迁移方面具有独特的优势。为进一步提高TiO2纳米棒阵列的光电催化性能,氧空位和二维纳米片协同提高光生电荷的分离与转移。通过水热法、尿素浸渍-煅烧和NaBH4还原的方法制备具有氧空位的TiO2-x/g-C3N4异质结构光电催化材料。结果显示类石墨相氮化碳(g-C3N4)纳米片和氧空位提高对可见光的吸收以及促进光生电荷的转移,TiO2-x/g-C3N4的光电流分别是TiO2和TiO2/g-C3N4的6倍和1.5倍。TiO2-x/g-C3N4光生电荷的转移路径符合Z型反应机制,氧空位吸引TiO2导带上电子和g-C3N4价带上空穴发生复合,保留TiO2价带上的空穴和g-C3N4导带上的电子,有利于提高催化活性,TiO2-x/g-C3N4降解苯酚活性达83%。采用超声剥离以及浸渍-提拉的方法制备TiO2/P3HT复合光电极材料。结果显示了在P3HT负载下,光电极的光响应范围从410 nm拓宽到650 nm。在光电极中,TiO2/P3HT-3的光电流强度是单体TiO2的2倍。TiO2/P3HT-3上光生电荷的转移遵循Ⅱ型反应机制,电子和空穴在空间上得到了有效分离,TiO2/P3HT-3降解活性高达64%,比单体TiO2提高了 15%。通过研究不同反应体系的光电极,为光电催化降解有机污染物提供了新的研究思路。图40幅;表2个;参106篇。