石墨烯基光催化劑的制備及其對甲基橙光催化降解的研究.pdf

1、現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)中由于多種藥物、化工產(chǎn)品的濫用以及副產(chǎn)品的燃燒導(dǎo)致大量污染物在環(huán)境中肆意堆積,污染物化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定在環(huán)境中能夠長期存在,已經(jīng)嚴(yán)重威脅到人類的健康。光催化劑以其環(huán)境友好的特征在環(huán)保領(lǐng)域發(fā)揮著獨(dú)特的作用。本論文針對傳統(tǒng)光催化劑光生電子-空穴對極易復(fù)合等問題,提出以石墨烯作為光催化劑的2D載體,全面提高傳統(tǒng)光催化劑的光催化性能。
　　本論文采用Hummers法制備氧化石墨,在水中超聲處理得到氧化石墨烯。通過FT-IR、Ram

2、an、XPS、TEM、AFM、UV-vis等手段對其微觀形貌及化學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征和分析。結(jié)果表明,氧化石墨烯表面含有大量的含氧基團(tuán)(羥基、羧基、環(huán)氧基等)。本論文采用原位溶膠凝膠法制備氧化石墨烯-二氧化鈦(GO-TiO2),探討GO-TiO2加入量、焙燒溫度pH值等因素對甲基橙光催化降解的影響。結(jié)果表明,450℃焙燒2h的GO-TiO2,當(dāng)體系pH為4.0時,GO-TiO2對甲基橙的光催化降解效果最好,光照2h降解率高達(dá)32.719％。<

3、br>　　針對傳統(tǒng)方法制備的氧化石墨烯-氧化鋅(GO-ZnO)存在復(fù)合效率低、難以有效復(fù)合等問題。本論文為提高ZnO與GO復(fù)合的效率,采用離子交換法將溶液中未與GO復(fù)合的Zn2+透析至溶液外,進(jìn)而采用原位均勻沉淀法制備得到GO-ZnO。通過XRD、Raman、XPS、SEM、TEM等手段對其表面結(jié)構(gòu)、微觀形貌、成鍵元素進(jìn)行表征和分析。結(jié)果表明,ZnO成功的負(fù)載在GO片層上,并且復(fù)合過程中并沒有改變ZnO的晶型。探討GO-ZnO加入量、反

4、應(yīng)溫度、焙燒溫度等因素對甲基橙光催化降解的影響。結(jié)果表明,以GO-ZnO為光催化劑,當(dāng)其在650℃焙燒3h,體系中GO-ZnO的濃度為300mg/L時,pH為4.0時,對甲基橙的光催化降解效果最好,光照2h降解率高達(dá)22.312%。
　　針對C60在光催化領(lǐng)域的應(yīng)用時存在水溶性差等問題,本論文采用水溶性氨基酸對其化學(xué)修飾,進(jìn)而采用原位復(fù)合的方法制備得到氧化石墨烯-富勒烯(GO-C60)衍生物。通過FT-IR,Raman,XPS,S