As a photocatalytic materials, titanium dioxide ($TiO_2$) is one of the most promising materials due to its physical/chemical stability, photo inertness, high oxidizing power, and low cost. In terms of practical application of $TiO_2$, however there are still some issues need to improve such as limited visible-light utilization originated from large band gap, and recyclability. Previously, several approaches have been proposed as a solution for efficient $TiO_2$ photocatalyst under visible light, for example, doping metal/non-metal atoms, heterostructuring with semiconducting materials. However, most of them undergo inevitable generation of charge recombination site or back electron transfer (BET) which are detrimental to photocatalytic efficiency. Herein, we proposed a new design of $TiO_2$/GQDs complex linked by APTES which remarkably suppress BET and charge recombination. The GQDs decorated 3D $TiO_2$ nanostructure exhibits a 242 % higher photocatalytic activity than 3D without GQDs under visible light irradiation.
이산화 티타늄 ($TiO_2$)은 광촉매 물질로서 물리적/화학적 안정성, 광내구성, 높은 산화력 및 저렴한 비용으로 인해 가장 유망한 광촉매 물질이다. 그러나, $TiO_2$의 실제 응용 관련하여, 넓은 밴드 갭 및 재활용 가능성과 같은 개선해야 할 문제가 존재한다. 지금까지 가시광 하에서 효율적인 $TiO_2$ 광촉매를 위한 해결책으로서 여러 접근법이 제안되어 왔는데, 예를 들어 반도체 물질과 복합체를 이루거나 금속 / 비금속 원자 도핑과 같은 것이다. 그러나, 이들 중 대부분은 광촉매 효율에 해로운 전하 재결합 부위 또는 역 전자 이동 (BET)의 발생을 피할 수 없다. 여기, 우리는 현저하게 BET 및 전하 재조합을 억제하는 APTES로 연결 된 $TiO_2$/GQD 복합의 새로운 디자인을 제시한다. GQD로 장식 된 3D $TiO_2$ 나노구조는 가시 광선 조사 하에서 GQD가없는 3D $TiO_2$보다 242 % 더 높은 광촉매 활성을 나타낸다.
