新型石墨烯基固態(tài)光催化體系降解水中有機(jī)污染物的研究.pdf

1、隨著人們對能源危機(jī)和環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)，光催化降解有機(jī)物引起了研究者的廣泛關(guān)注。但就目前光催化材料而言，還存在著帶隙能過大、對可見光利用率低、光生電子-空穴對復(fù)合率高、催化劑易失活等問題。如何解決這些問題，提高催化劑的光催化活性便成為了目前亟待解決的問題。鑒于催化劑巨大的應(yīng)用潛力和目前存在的不足，本實(shí)驗(yàn)利用水熱/溶劑熱法制備了N-RGO/TiO2和CdS-RGO-BiVO4兩種光催化體系，對其制備的方法進(jìn)行了研究，對其結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了表

2、征，并通過在可見光下降解典型有機(jī)物實(shí)驗(yàn)對所制備的催化劑進(jìn)行了光催化性能方面的考察。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過水熱法制備了N-RGO-TiO2復(fù)合光催化材料，并通過XRD、TEM、SEM、XPS、拉曼等對所制備的復(fù)合光催化材料進(jìn)行了表征，確定了其晶型和結(jié)構(gòu)特征。結(jié)果表明我們成功制備出了(001)暴露晶面的片狀二氧化鈦納米晶體并實(shí)現(xiàn)了與N-RGO的穩(wěn)定復(fù)合。⑵通過改變 N-RGO-TiO2復(fù)合光催化材料的 GO摻雜量、HF用量、

3、溶液pH等因素探討了各因素對光催化降解RhB的影響，并找出了各因素的最佳條件。所制備的N-RGO-TiO2復(fù)合光催化材料在GO摻雜量0.125％、pH=7、HF用量為5 mL時(shí)，在300 W氙燈(≥420 nm)光源照射下，90 min可將150 mL(20 mg·L-1)的RhB完全降解。⑶通過自由基捕獲實(shí)驗(yàn)證明所合成的N-RGO-TiO2復(fù)合光催化材料光催化降解RhB的主要活性物質(zhì)為羥基自由基，且通過熒光實(shí)驗(yàn)也證實(shí)，氧化石墨的加入使

4、得光催化過程中羥基自由基的含量增加，這也是光催化劑改性后光催化效果提高的主要原因。⑷通過多種方法制備出光催化效果優(yōu)良、方法簡單、重復(fù)性好的光系統(tǒng)Ⅰ和光系統(tǒng)Ⅱ，并以此為基礎(chǔ)采用多種方法進(jìn)行了CdS-1% RGO-BiVO4 Z型光催化體系的制備，并通過在可見光下的光催化降解實(shí)驗(yàn)對所制備的復(fù)合光催化材料進(jìn)行了光催化活性的考察。實(shí)驗(yàn)還采用XRD、SEM等表征手段對制備的光催化材料進(jìn)行了形貌和結(jié)構(gòu)的表征。通過在可見光下的光催化降解實(shí)驗(yàn)說明，實(shí)驗(yàn)