片狀、球狀二氧化鈦與石墨烯復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,并且因為二氧化鈦具有廉價、無毒及不會產(chǎn)生二次污染等特性,使其受到了最廣泛的應用和研究探索。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等半導體;3、沉積Au、Ag等金屬;4、摻雜金屬或者非金屬改性;5、應用有機/無機表面敏化,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合。而一個光

2、催化反應的過程,催化劑對降解目標物質(zhì)的吸附也是一個重要的因素。進年來出現(xiàn)的石墨烯在導電,吸附等方面都具有很好的特性。研究者們對石墨烯二氧化鈦復合物賦予很大關(guān)注,也取得了很多研究成果。本文把石墨烯二氧化鈦復合材料作為研究的對象,在實驗過程中設計了把從納米片狀結(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行復合。實驗中并對所得的復合材料進行結(jié)構(gòu)表征以及光催化性能的研究。從實驗的最終結(jié)果得出,當二氧化鈦與石墨烯復合情況

3、更好時,石墨烯對二氧化鈦起到更好的電子傳遞作用來增強催化劑的光催化性能。我們主要在以下幾個方面做了研究:
　　(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等對它們進行形貌和結(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得到目標復合材料。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,跟石墨烯復合時效果很顯著,并且實驗過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)果表明石墨烯的負載量控制在一定的情況下,復合材料的光催化性能要比純的二氧化鈦提高許多。
　　(3)把