由于广泛的实际应用性和基本原理重要性,可控合成具有高百分率活性面的锐钛相TiO2纳米晶受到人们越来越多的关注。理论计算和实验数据表明,锐钛相Ti02的{001}晶面比热力学稳定的{101}晶面展现更强的反应活性。此外,许多文献也说明暴露{001}高能面的TiO2晶体在多种应用领域中(如光催化剂,锂电池等)展现更有价值的应用前景。然而,TiO2的固有缺点-快速的电子／空穴再结合-却依然没有从根本上解决。因此,急需一种良导电基底来克服这一障碍。近来有研究表明,将Ti02与碳材料相结合可以有效地增强整个复合物的电荷分离速度。在碳材料家族中,石墨烯是一种价廉新颖的二维片层纳米结构,因其卓越的电学性质,能够有效地分离Ti02光照后生成的电子-空穴对。因此,将暴露{001}面的Ti02与石墨烯结合并应用于高效的光催化领域是很有必要的。这里,我们通过一种简易的溶剂热法,在石墨烯上原位制得暴露{001}面的锐钛相Ti02纳米片。当反应时间为6小时,在石墨烯上生长出边长30纳米,厚7纳米的Ti02纳米片。计算得出,{001}面的百分率约为64%。最终Ti02-石墨烯复合物的形貌,结构性质,Ti02的晶体生长机理以及光催化活性均已表征。更重要的是,当它作为光催化剂在可见光照射下降解染料实验中,展示出超高光催化活性,分别是暴露78%{001}面TiO2纳米片和商用催化剂P25的1.4倍和2.8倍。同时,这种纳米复合材料在5次循环实验中也展示出优越的光催化稳定性。这种光催化活性和稳定性的增强可归功于石墨烯的抗电荷再结合与{001}面的高催化活性。