（氧化）石墨烯基納米復合材料的制備、表征及催化應用.pdf

1、石墨烯作為一種單原子層的二維平面納米材料，具有大比表面積，優(yōu)異的電學和力學性能，以及室溫下高速的電子遷移率，在太陽能電池、傳感和催化等領域具有廣闊的應用前景。氧化石墨烯作為一種重要的石墨烯衍生物，碳層表面含有羥基、羧基和環(huán)氧基等含氧官能團，為構筑復合功能材料提供了豐富的實踐空間。本論文主要以氧化石墨烯為前驅體，制備了柱撐式氧化石墨負載銅鈀復合催化材料和石墨烯包覆二氧化鈦（TiO2）納米微球光催化材料，并進行表征，研究了它們的微觀結構、化

2、學組成和催化性能。
　　主要結論如下：
　　1.柱撐式氧化石墨負載銅鈀雙金屬催化劑（Pd-Cu/pillared-layer GO）的制備及催化性能。通過改進的Hummers法及剝離處理得到氧化石墨烯溶液，采用多種長鏈烷烴類表面活性劑對其進行改性，制備出層間距可控（0.9~2.8 nm）的柱撐式GO。XRD和AFM結果表明：其層間距變化主要依賴于修飾劑的烷烴鏈長度和添加量。柱撐機制是：（1）表面活性劑分子以化學鍵合的方式接枝

3、在碳層表面；（2）借助于親和力疏水端發(fā)生膠束作用。TG結果表明：碳層上烷烴鏈的接枝使GO由親水性變?yōu)樵魉?，熱穩(wěn)定性有所提高。選取上述材料為載體，采用浸漬法制備Pd-Cu/pillared-layer GO。XRD、SEM結果表明：粒徑約為21 nm的活性物種均勻落位于碳層表面和層間。在甲醇羰基化制備碳酸二甲酯（DMC）反應中催化活性良好，甲醇最高轉化率為9.3％，穩(wěn)定時達到7.2%，選擇性可達86%。
　　2.石墨烯包覆TiO2

4、納米微球復合光催化材料的制備及光催化活性。采用溶膠-凝膠法制備非晶TiO2（球體），通過水熱法合成了多種形貌的銳鈦礦相TiO2（花朵狀、三角形、正四面體）。以氧化石墨烯作為石墨烯（rGO）的前驅體對TiO2進行包覆，制備了石墨烯包覆TiO2納米復合材料。結合XRD, SEM, UV/VIS等表征結果，證實制備了球體形貌規(guī)整、粒徑均一、分散性優(yōu)異、包覆效果良好的復合物，并且其禁帶寬度（2.68 eV）相對于純銳鈦礦型TiO2（3.43 e