基于石墨相氮化碳-石墨烯復(fù)合材料的制備、表征及其性能研究.pdf

1、本文以具有優(yōu)異的物理、化學(xué)性質(zhì)的層狀結(jié)構(gòu)材料石墨烯以及石墨相氮化碳作為前驅(qū)體，將其分別與四氧化三鐵以及二氧化鈦復(fù)合，通過(guò)水熱方法制備了復(fù)合材料，將所合成的材料分別用于超級(jí)電容器和光催化降解有機(jī)染料中，均得到了良好的性能。
　　通過(guò)一種簡(jiǎn)易組裝過(guò)程將g-C3N4引入到復(fù)合材料中以增加電化學(xué)活性中心的數(shù)目，進(jìn)而提高石墨烯/Fe3O4復(fù)合材料的電化學(xué)性能。帶有正電荷的質(zhì)子化的石墨相氮化碳(g-C3N4)納米片會(huì)與帶有負(fù)電荷的氧化石墨烯(

2、GO)納米片層和帶有正電荷的Fe(OH)3膠體納米顆粒相結(jié)合。由于帶有相反電荷的組分之間的強(qiáng)相互作用，我們就可以得到Fe(OH)3/g-C3N4/GO復(fù)合物。復(fù)合物在高壓反應(yīng)釜中經(jīng)過(guò)120℃下保溫4h的水熱處理后，氧化石墨烯轉(zhuǎn)換成為還原氧化石墨烯(rGO)， Fe(OH)3轉(zhuǎn)換成為Fe3O4，于是就得到了Fe3O4/g-C3N4/rGO復(fù)合物(FCGC)并用于進(jìn)一步的研究。運(yùn)用TEM、FT-IR、XRD、Raman、和XPS技術(shù)手段研究

3、調(diào)查了FCGC樣品的形貌和結(jié)構(gòu)。當(dāng)材料用作超級(jí)電容器的電極材料時(shí)，F(xiàn)CGC復(fù)合物物在6 mol/L的KOH電解液中、0.5 A g-1的電流密度下，比電容值高達(dá)302.4 F/g。在經(jīng)過(guò)了3000周充放電循環(huán)測(cè)試后，材料的電容保持率仍能夠保持在89.7％，這顯示了其良好的循環(huán)穩(wěn)定性能。
　　再次利用靜電自組裝的原理，將帶有正電荷的TiO2膠體與帶有正電荷的質(zhì)子化的g-C3N4納米片會(huì)和帶有負(fù)電荷的氧化石墨烯(GO)納米片層結(jié)合，通

4、過(guò)改變后續(xù)的實(shí)驗(yàn)條件，制得了g-C3N4/TiO2/rGO復(fù)合物(CTGC)。復(fù)合物的形貌和結(jié)構(gòu)通過(guò)FE-SEM、FT-IR、XRD、Raman、XPS和UV-vis得到表征。我們通過(guò)監(jiān)測(cè)可見(jiàn)光照射下羅丹明B(RhB)的降解率來(lái)研究調(diào)查復(fù)合物的光催化性能。與單組分的g-C3N4、TiO2和rGO相比，復(fù)合物擁有更高的吸附能力和可見(jiàn)光催化活性，在初始濃度為20 mg/L的RhB溶液中，在可見(jiàn)光照射下，5 mg CTGC復(fù)合材料對(duì)RhB總的