石墨烯/酞菁锰及石墨烯/二氧化钛复合材料的制备与催化性质研究

发布时间：2020-12-06 23:20

　　金属酞菁及二氧化钛由于具有优异的光催化活性被用作光催化剂,但它们单独作为催化剂时因易发生团聚而使其催化效率不高,将其分别与氧化石墨烯（GO）及苯甲酸功能化石墨烯（BFG）复合,不仅能改善其在溶液中的分散性,还能提高其催化活性。本文制备出以共价键相连接的酞菁锰-氧化石墨烯（MnTAPc-GO）、酞菁锰-苯甲酸功能化石墨烯（MnTAPc-BFG）及二氧化钛-石墨烯（TiO₂-BFG）复合材料,研究了复合材料的光催化性能。通过酰胺反应将MnTAPc负载到GO表面,制备出MnTAPc-GO复合材料,以透射电镜（TEM）、红外光谱（FT-IR）及X射线光电子能谱仪（XPS）等测试方法对复合材料的结构进行了表征,结果表明MnTAPc通过共价键与GO连接。在可见光照射下用MnTAPc-GO复合材料与H202协同作用可催化降解罗丹明B,结果显示当添加GO量为10%,温度为55℃, pH为6, H202浓度为0.01mol/L时,罗丹明B的去除率在70 min高达96%。并且在IPA和NaCl存在时,复合材料的催化性能并没有受到抑制,而且其催化速率进一步增大。通过酰胺反应将MnTA... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 酞菁的概述
        1.1.1 酞菁的研究概况
        1.1.2 酞菁化合物在催化方面的应用
    1.2 二氧化钛的概述
        1.2.1 二氧化钛在光催化方面的应用
    1.3 石墨烯的概述
        1.3.1 石墨烯的结构
        1.3.2 石墨烯的性质
        1.3.3 石墨烯的衍生物
    1.4 石墨烯基复合材料的概述
        1.4.1 在光催化方面的应用
    1.5 过氧化氢简介
    1.6 课题的研究背景及意义
2O₂降解罗丹明B的研究">第二章 酞菁锰-氧化石墨烯复合材料的制备及其催化H₂O₂降解罗丹明B的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与药品
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 氧化石墨烯的制备
        2.2.4 4-硝基邻苯二甲酰亚胺的制备
        2.2.5 四硝基酞菁锰的合成
        2.2.6 四氨基酞菁锰的合成
        2.2.7 氧化石墨烯-酞菁锰（MnTAPc-GO）复合材料的制备
    2.3 氧化石墨烯的表征
        2.3.1 TEM表征
        2.3.2 XRD表征
        2.3.3 拉曼表征
    2.4 MnTAPc-GO复合材料的表征
        2.4.1 TEM表征
        2.4.2 红外光谱表征
        2.4.3 XPS表征
    2.5 MnTAPc-GO的光催化活性测试
2O₂降解罗丹明B的研究">        2.5.1 MnTAPc-GO复合材料催化H₂O₂降解罗丹明B的研究
2O₂降解罗丹明B的影响因素">        2.5.2 MnTAPc-GO复合材料催化H₂O₂降解罗丹明B的影响因素
        2.5.3 催化剂的循环使用
    2.6 本章小结
第三章 酞菁锰-苯甲酸功能化石墨烯复合材料的制备及光催化性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与药品
        3.2.2 实验仪器与设备
        3.2.3 还原石墨烯的制备
        3.2.4 苯甲酸功能化石墨烯的制备
        3.2.5 苯甲酸功能化石墨烯-酞菁锰（MnTAPc-BFG）复合材料的制备
    3.3 苯甲酸功能化石墨烯的表征
        3.3.1 TEM表征
        3.3.2 XRD表征
        3.3.3 拉曼表征
    3.4 MnTAPc-BFG复合材料的表征及光催化活性测试
        3.4.1 TEM表征
        3.4.2 红外光谱表征
        3.4.3 拉曼表征
        3.4.4 XPS表征
        3.4.5 MnTAPc-BFG的光催化活性测试
        3.4.6 催化剂的循环利用
        3.4.7 光催化机理研究
    3.5 结论
第四章 二氧化钛-苯甲酸功能化石墨烯复合材料的制备及其光催化性能
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂与药品
        4.2.2 仪器及设备
        4.2.3 二氧化钛-苯甲酸功能化石墨烯复合材料的合成
    4.3 二氧化钛-苯甲酸功能化石墨烯复合材料的表征及光催化性能研究
        4.3.1 XRD表征
        4.3.2 XPS表征
2-BFG复合材料的光催化活性测试">    4.4 TiO₂-BFG复合材料的光催化活性测试
        4.4.1 不同反应时间的光催化降解曲线
        4.4.2 不同BFG负载量对催化降解性能的影响
    4.5 结论
第五章 全文总结
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯/酞菁钴复合材料对亚硝酸根的催化性能[J]. 左霞,代雯乐,卜媛,王花花,马洁,李凯.  北京理工大学学报. 2015(08)
[2]酞菁-氧化石墨烯光催化剂组装及光解水性能[J]. 赵天健,李密,张红霞.  能源与节能. 2014(04)
[3]石墨烯/纳米TiO2复合材料的制备及其光催化性能[J]. 周琪,钟永辉,陈星,王岩,刘平,吴玉程.  复合材料学报. 2014(02)
[4]一维纳米TiO2的可控合成及其应用的研究进展[J]. 吴玉程,王岩,崔接武,秦永强,黄新民.  中国有色金属学报. 2011(10)
[5]NiO-TiO2同轴纳米纤维的制备及光催化[J]. 陈影声,陈震,陈日耀,郑曦,陈晓.  复合材料学报. 2011(02)
[6]棉织物的壳聚糖金属配合物/H2O2室温漂白[J]. 袁爱琳,王健,陈天龙.  纺织学报. 2010(10)
[7]活性染色棉织物的UV/H2O2体系低温剥色[J]. 解昌峰,龙家杰,唐人成.  印染. 2010(04)
[8]纳米TiO2/再生纤维素复合薄膜的制备及光催化性能[J]. 王勇,张昊,张军,杨青林,郭林.  复合材料学报. 2007(03)
[9]锐钛矿型TiO2/MnFe2O4核壳结构复合纳米颗粒的制备及其光催化特性[J]. 付乌有,杨海滨,刘冰冰,邹广田.  复合材料学报. 2007(03)
[10]光催化氧化法降解有机磷农药的研究[J]. 刘春英,弓晓峰,张政辉.  四川环境. 2006(06)



本文编号：2902176