片狀、球狀二氧化鈦與石墨烯復(fù)合物的制備及光催化性能.pdf

1、在紫外光照射下,二氧化鈦可以分解水溶液中難降解、有毒有害的污染物已經(jīng)成為一種共識(shí),并且因?yàn)槎趸伨哂辛畠r(jià)、無(wú)毒及不會(huì)產(chǎn)生二次污染等特性,使其受到了最廣泛的應(yīng)用和研究探索。為了提高二氧化鈦的光催化降解性能,前人的研究主要有:1、暴露銳鈦礦二氧化鈦的001高能面;2、耦合WO3等半導(dǎo)體;3、沉積Au、Ag等金屬;4、摻雜金屬或者非金屬改性;5、應(yīng)用有機(jī)/無(wú)機(jī)表面敏化,等等。并且這些工作主要集中在抑制由光激發(fā)產(chǎn)生的空穴和電子的復(fù)合。而一個(gè)光

2、催化反應(yīng)的過(guò)程,催化劑對(duì)降解目標(biāo)物質(zhì)的吸附也是一個(gè)重要的因素。進(jìn)年來(lái)出現(xiàn)的石墨烯在導(dǎo)電,吸附等方面都具有很好的特性。研究者們對(duì)石墨烯二氧化鈦復(fù)合物賦予很大關(guān)注,也取得了很多研究成果。本文把石墨烯二氧化鈦復(fù)合材料作為研究的對(duì)象,在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中設(shè)計(jì)了把從納米片狀結(jié)構(gòu)到微米球形結(jié)構(gòu)變化的二氧化鈦分別與氧摻雜的石墨烯和氮摻雜的石墨烯進(jìn)行復(fù)合。實(shí)驗(yàn)中并對(duì)所得的復(fù)合材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征以及光催化性能的研究。從實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果得出,當(dāng)二氧化鈦與石墨烯復(fù)合情況

3、更好時(shí),石墨烯對(duì)二氧化鈦起到更好的電子傳遞作用來(lái)增強(qiáng)催化劑的光催化性能。我們主要在以下幾個(gè)方面做了研究:
　　(1)以石墨粉,濃硫酸,濃硝酸,高錳酸鉀,雙氧水,氨水等廉價(jià)原料制備了輕度氧摻雜的石墨烯,深度氧摻雜的石墨烯以及氮摻雜的石墨烯。最后使用TEM,SEM,XRD,XPS,IR等對(duì)它們進(jìn)行形貌和結(jié)構(gòu)性質(zhì)表征。
　　(2)以鈦酸丁酯,醋酸,雙氧水等原料,制備了納米片以及小球型的二氧化鈦;以硫酸氧鈦,尿素,氟化銨等原料制備了

4、微米的球形二氧化鈦,并與深度氧摻雜的石墨烯反應(yīng)得到目標(biāo)復(fù)合材料。利用SEM,TEM,HRTEM,XRD,XPS,IR,UV-Vis等表征得到的二氧化鈦和石墨烯二氧化鈦復(fù)合材料。制備得到的二氧化鈦全部都是銳鈦礦型結(jié)構(gòu),結(jié)晶程度好,跟石墨烯復(fù)合時(shí)效果很顯著,并且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用濃硫酸處理催化劑起到關(guān)鍵作用。并且還研究了它們的光催化性能,結(jié)果表明石墨烯的負(fù)載量控制在一定的情況下,復(fù)合材料的光催化性能要比純的二氧化鈦提高許多。
　　(3)把