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BiOBr石墨烯TiO_2纳米管阵列薄膜的制备及光电化学性能研究
标题：BiOBr石墨烯TiO2纳米管阵列薄膜的制备及光电化学性能研究
摘要：
随着环境污染问题的日益严重，光催化技术作为一种有效的污染治理方法受到了广泛关注。近年来，BiOBr石墨烯TiO2纳米管阵列薄膜由于其良好的光电化学性能以及可控性制备方法，成为了光催化材料的研究热点。本文通过溶剂热法结合简单的离子交换制备了BiOBr石墨烯TiO2纳米管阵列薄膜，并对其光电化学性能进行了研究。实验结果表明，所制备的薄膜具有较高的光吸收率和光电转化效率，并显示出优异的光催化活性。这些结果对于光催化材料的开发以及环境污染治理具有重要的意义。
关键词：BiOBr石墨烯TiO2纳米管阵列薄膜，溶剂热法，离子交换，光催化活性
引言：
环境污染对人类健康和生态系统产生了严峻的威胁，因此研究和开发高效的污染治理技术变得至关重要。光催化技术由于其无污染、高效、可再生等特点，成为了一种备受关注的治理方法。光催化材料的性能直接决定了光催化反应的效果，因此寻找高性能的光催化材料成为了当前的研究热点。
石墨烯是一种具有单层或多层碳原子排列成二维晶体的材料，具有较高的导电性和光催化活性。金属氧化物纳米管阵列则具有较大的比表面积和光吸收能力，可以提高光催化反应的效率。因此，将石墨烯和金属氧化物纳米管阵列相结合以制备复合光催化材料，已成为一种有效的策略。
实验方法：
本实验采用溶剂热法制备BiOBr石墨烯TiO2纳米管阵列薄膜。首先，通过机械剥离法制备石墨烯片，然后与TiO2纳米管阵列复合。接下来，将BiOBr溶解于适当溶剂中，并通过离子交换方法将BiOBr引入到石墨烯-TiO2复合薄膜中得到最终的BiOBr石墨烯TiO2纳米管阵列薄膜。最后，对所制备的薄膜进行结构表征和光电化学性能测试。
结果和讨论：
经过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）的观察，我们发现所制备的BiOBr石墨烯TiO2纳米管阵列薄膜具有均匀的纳米管分布和较大的比表面积。X射线衍射（XRD）结果表明，薄膜中的TiO2和BiOBr晶相较为明显。紫外-可见光吸收光谱显示，所制备的薄膜对可见光具有较高的吸收率。光电化学性能测试结果表明，所制备的薄膜具有优异的光电转化效率和光催化活性。
结论：
本研究成功制备了具有良好光电化学性能的BiOBr石墨烯TiO2纳米管阵列薄膜，并对其进行了结构表征和性能测试。实验结果表明，所制备的薄膜具有较高的光吸收率和光电转化效率，并具有优异的光催化活性。这些发现为光催化材料的开发和环境污染治理提供了重要的参考。
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