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·1066· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

CDots-(001)TiO 2 样品的红外谱图在 1392、1463、 片的 PL 特征峰强度很高，这表明激发的光生载流
1642 cm –1 处存在 3 个特征峰，分别对应于碳点中 子在 TiO 2 纳米片内复合率很高 [25] 。用碳点修饰后，
O—H、CH 2 和 C==O 基团的伸缩振动峰，进一步表 TiO 2 纳米片的峰强明显降低，表明光生载流子在
明碳点已成功负载到 TiO 2 纳米片表面 [22] 。 TiO 2 纳米片内的复合率显著降低，电子和空穴的分
2.5 TiO 2 和 CDots-(001)TiO 2 纳米片的光吸收性能 离和传输效率显著提高 [23] 。为了进一步证实光生载
图 7 是 TiO 2 (T4)和 CDots-(001)TiO 2 纳米片的紫 流子在 CDots-(001)TiO 2 纳米片内分离和传输效率
外-可见漫反射吸收谱（UV-vis DRS）。TiO 2 纳米片 的提高，在间歇模拟太阳光照射下对样品进行瞬态
经碳点修饰后，其可见光吸收明显增强，并且样品 光电流响应测试，结果如图 8b 所示，在间歇模拟太
由白色变成黄褐色，表明碳点已经负载到 TiO 2 纳米 阳光照射下，CDots-(001)TiO 2 纳米片的光电流密度
片上。由图 7a 还可以看出，碳点修饰 TiO 2 纳米片 约为 TiO 2 的 4 倍，这说明负载碳点后样品的载流子传
后，样品的最大吸收边发生明显红移，表明 TiO 2 纳 输效率大幅度提高，从而提高了材料的光催化效率。
米片的禁带宽度变窄，这是由于 C 原子的 2p 轨道
和 TiO 2 的价带相互作用使其价带顶上移所致 [23-24] ，
对样品光解水制氢性能的提高是非常有利的。根据
Kubelka-Munk 公式 [23-24] 将样品的 UV-vis DRS 进行
转换，能够得到 TiO 2 和 CDots-(001)TiO 2 纳米片的
禁带宽度，如图 7b 所示，TiO 2 纳米片的禁带宽度为
3.12 eV，用 CDots 修饰后，其禁带宽度减小为 2.85 eV。

图 8 TiO 2 （T4）和 CDots-(001)TiO 2 纳米片的 PL 谱图（a）
及光电流密度（b）
Fig. 8 PL spectra (a), photocurrent densities (b) of TiO 2
(T4) and CDots-(001)TiO 2 nanosheets

2.7 TiO 2 和 CDots-(001)TiO 2 纳米片的能带结构
基于紫外-可见漫反射吸收测试并结合样品的

载流子分离效果，可以发现 CDots-(001)TiO 2 纳米片
图 7 TiO 2 （T4）和 CDots-(001)TiO 2 纳米片的紫外-可见 具有更高的催化活性。为进一步证实碳点修饰对
漫反射吸收谱（a）和禁带宽度（b）
Fig. 7 UV–visible diffuse reflectance spectra (a) and optical TiO 2 能带结构的改变，对 TiO 2 前驱体及 CDots-
band gaps (b) of TiO 2 (T4) and CDots-(001)TiO 2 (001)TiO 2 纳米片进行了价带测试。
nanosheets 图 9a 是由 XPS 测试得到的纳米片的价带谱。

2.6 TiO 2 和 CDots-(001)TiO 2 纳米片内光生载流子 由图 9a 可以看出，TiO 2 (T4)和 CDots-(001)TiO 2 纳
的分离 米片的价带顶（VB）分别位于 2.76、2.49 eV。与
为了研究光生载流子在 TiO 2 (T4)和 CDots- TiO 2 相比，CDots-(001)TiO 2 纳米片的价带顶上移了
(001)TiO 2 纳米片内的分离和传输效率，对材料进行 0.27 eV。根据样品的禁带宽度分析（图 7b），可以
光致发光（PL）测试，激发波长为 320 nm。图 8a 画出对应于标准氢电极的 TiO 2 和 CDots-(001)TiO 2
是样品的 PL 谱图。从图 8a 中可以看出，TiO 2 纳米 的能带图，如图 9b 所示。碳点修饰 TiO 2 后，TiO 2