石墨烯基金属硫化物（CuS，CdS）复合材料的制备及光催化性能研究

发布时间：2016-11-30 19:04

  本文关键词：石墨烯基金属硫化物（CuS，CdS）复合材料的制备及光催化性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

《中北大学》 2014年

石墨烯基金属硫化物（CuS，CdS）复合材料的制备及光催化性能研究

汪永彬  

【摘要】：自从凝聚态物理学家Geim和Novoselov报道了他们制备出由碳原子首尾相连并具有二维结构特征的物质-石墨烯以来，一场科学技术界的巨大变革一触即发。石墨烯具备二维的蜂窝状的晶体结构和特有的物化特性。当然，单层的石墨烯才不够稳定，易于堆垛成石墨等问题，这使它的发展受到了严重的阻碍。截止到现在，大多数石墨烯基纳米复合材料能够提高光催化剂的光化学性能的原因在于石墨烯具备超强的电子传导能力，或者说石墨烯扮演一个电子存储器和传导器的角色，光生电子和空穴的再复合同时被抑制。我们的工作是在二维的片状石墨烯上构筑纳米级别的“建筑构件”，，我们的工作对石墨烯基复合纳米材料和整个纳米技术在材料科学界的发展具备积极地象征意义。该工作主要内容如下： （1）以天然的石墨为原料采用Hummers和Hoffman法将其氧化制备得到氧化石墨，后经过超声清洗仪的超声剥离的得到氧化石墨烯的薄片。经超声剥离的氧化石墨烯薄片经过超声及化学还原法制备得到石墨烯薄片。 （2）通过一锅法原位合成出石墨烯在复合材料中有不同掺杂比例的石墨烯/CdS纳米薄片复合材料，运用X射线衍射图谱(XRD)、透射电镜(TEM)等表征手段对制备的样品的晶体结构和形态进行了表征。并借助光化学反应仪研究了其对亚甲基蓝溶液的脱色性能。结果表明：CdS纳米颗粒均匀的分布在石墨烯的表面，粒径大约为90nm左右。石墨烯/CdS在可见光照射下对亚甲基蓝溶液有良好的脱色效果。当光照时间达到60min，对亚甲基蓝溶液降解效率达到最大，为91%。 （3）采用水热法以二甲基亚砜为溶剂和硫源制备了石墨烯/CuS系列纳米复合物。采用了X射线衍射仪，紫外可见漫反射波谱，透射电镜和光致发光光谱（PL）等表征手段来表征纳米复合物的性能。结果显示，硫化铜纳米晶体以平均粒径为16nm左右的大小平均分散在片状石墨烯的表面。所制得的样品对降解亚甲基蓝溶液的光催化能力上相较于纯CuS表现的更好，我们的工作同时证明了石墨烯/CuS纳米复合物作为一种类芬顿试剂在水处理方面有很好的应用前景。

【关键词】：
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ127.11;O643.36
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 张晓艳;李浩鹏;崔晓莉;;TiO_2/石墨烯复合材料的合成及光催化分解水产氢活性[J];无机化学学报;2009年11期

2 舒磊,俞书宏,钱逸泰;半导体硫化物纳米微粒的制备[J];无机化学学报;1999年01期

3 温祝亮;杨苏东;宋启军;郝亮;张校刚;;石墨烯负载高活性Pd催化剂对乙醇的电催化氧化[J];物理化学学报;2010年06期

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张海英;戚嵘嵘;童铭康;;EP/ZnS纳米复合材料的制备及紫外老化性能的研究[J];工程塑料应用;2010年09期

2 李燕,徐立红;CdS纳米粉体的室温固相合成[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2004年06期

3 李文戈,戴洁,卞国庆,杨巍;合成ZnS纳米材料的新方法[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2002年02期

4 陈友存,叶信宇;纳米CdS微粒的制备、表征及光催化性质研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2003年02期

5 杨小红,王瑞侠,伍光辉;W/O法控制合成硫化汞纳米晶的研究[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2005年03期

6 廖学红,杨水彬,陈年友;CdS纳米粒子的合成方法[J];微纳电子技术;2003年09期

7 廖学红;朱玉玲;;单模微波水热控制合成PbS纳米晶[J];微纳电子技术;2009年08期

8 赵远;黄伟九;;石墨烯及其复合材料的制备及性能研究进展[J];重庆理工大学学报(自然科学);2011年07期

9 马丁;;《物理化学学报》2010年刊发催化领域文章的述评(英文)[J];催化学报;2011年12期

10 于江波,袁曦明,陈敬中;纳米发光材料的研究现状及进展[J];材料导报;2001年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 张君玲;权新军;贾琼;;流动注射预富集-微波等离子体发射光谱测定稀土元素[A];第十三届全国稀土化学分析学术研讨会论文集[C];2011年

2 张俊敏;奚丽荷;朱忠其;张谨;柳清菊;;可见光激发光催化剂的研究进展[A];2007高技术新材料产业发展研讨会暨《材料导报》编委会年会论文集[C];2007年

3 姚望;陈光华;邢光建;宋雪梅;闫红;;水热法制备硫化镉(CdS)纳米颗粒和纳米棒[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅱ[C];2004年

4 何铁石;周正发;封燕;张晶;徐卫兵;;电纺纤维负载硫属锌光催化剂降解有机废水的研究[A];安徽节能减排博士科技论坛论文集[C];2007年

5 郭鹏慧;郭烈锦;;ZnS-CuInS_2制备新方法及其光催化解水产氢性能研究[A];第七届全国氢能学术会议论文集[C];2006年

6 丘克强;龙桂花;曾恒志;;氧化锌和硫化钠反应合成制备纳米硫化锌的粒度变化机制[A];2008年全国湿法冶金学术会议论文集[C];2008年

7 丘克强;曾恒志;龙桂花;;超声波作用下用氧化锌和硫化钠反应合成纳米硫化锌[A];2008年全国湿法冶金学术会议论文集[C];2008年

8 许春富;丘克强;曾恒志;;超声波作用下氧化锌反应合成制备纳米硫化锌的结晶过程[A];2008年全国湿法冶金学术会议论文集[C];2008年

9 杨立稳;朱海涛;梁欢;程旭东;;硫化铅红外吸收纳米材料的制备及其性能研究[A];全国第十四届红外加热暨红外医学发展研讨会论文及论文摘要集[C];2013年

10 陈惠敏;贺蕴秋;李一鸣;蔡斯琪;;石墨烯/ZnO复合薄膜的制备及其光电转换性能研究[A];全国石墨烯材料技术发展与应用交流研讨会论文集[C];2015年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 刘璇;量子点电致化学发光新体系及其分析新方法研究[D];南京大学;2010年

2 彭玲玲;生物荧光标记用纳米晶的合成及发光性质[D];兰州大学;2011年

3 任丙南;选择性催化还原NO低温催化剂的制备和表征[D];中国矿业大学（北京）;2011年

4 刘善斌;新型过渡金属配合物的合成、表征及应用研究[D];中国海洋大学;2011年

5 覃吴;碳基金属及金属氧化物纳米催化剂协同催化性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年

6 侯相钰;不同形貌MFe_2O_4（M=Mn，Zn，Co，Ni等）的合成及性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

7 廖高祖;基于导电聚合物的可见光催化剂的制备及其降解污染物的性能[D];大连理工大学;2011年

8 舒火明;AgNbO_3和Ag_3VO_4系列光催化材料的制备、表征及其光催化活性研究[D];江苏大学;2011年

9 韩翠平;环糊精的纳米界面组装及分子识别性能研究[D];华中师范大学;2012年

10 姚建曦;CdS/有机物纳米复合材料的制备及其发光性能的研究[D];浙江大学;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 黄飞;C_（60）吡咯烷衍生物微纳结构的控制合成与表征[D];安徽师范大学;2010年

2 熊军;基于碳纳米管的功能化磁性荧光纳米材料的制备和性能研究[D];武汉理工大学;2011年

3 杨行勇;纳米复合光催化剂的制备及可见光响应光催化性能研究[D];武汉理工大学;2011年

4 曾艺哲;新型硫系固溶体光催化材料的制备及模拟太阳光催化制氢试验研究[D];武汉理工大学;2011年

5 厉明;具有可见光响应的ABO_3型光催化材料制备、性能表征及污染物降解研究[D];南京大学;2011年

6 温艳媛;纳米二氧化钛复合光催化剂的制备、表征及其可见光催化性质研究[D];华东师范大学;2011年

7 李飒英;碱金属硼镓酸盐微孔晶体材料的制备、表征以及热化学研究[D];陕西师范大学;2011年

8 陈文权;基于石墨烯纳米光催化复合材料的制备与性能研究[D];信阳师范学院;2011年

9 樊涛;特殊结构纳米材料的制备与性能研究[D];中北大学;2011年

10 蒋水英;去铁蛋白为模板和载体的纳米合成及其在生物分子检测中的应用研究[D];湖南师范大学;2011年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 周雪锋,刘畅,何明,陆小华;改性TiO_2可见光催化分解水制氢研究进展[J];石油化工;2004年12期

2 张维;崔晓莉;江志裕;;复合方式对MWCNTs/TiO_2纳米复合薄膜光电化学性能的影响[J];物理化学学报;2008年11期

3 杨永岗;陈成猛;温月芳;杨全红;王茂章;;氧化石墨烯及其与聚合物的复合[J];新型炭材料;2008年03期

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李宗红;;石墨烯——二维碳的奇妙世界[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2010年04期

2 李永玺;陈彧;庄小东;张斌;朱金辉;李佩佩;牛丽娟;;石墨烯化学及潜在应用[J];上海第二工业大学学报;2010年04期

3 常艳丽;陈胜;曹傲能;;压力促进氧化石墨烯水热还原反应的机理[J];上海大学学报(自然科学版);2010年06期

4 王耀玲;罗雨;陈立宝;李秋红;王太宏;;石墨烯材料的研究进展[J];材料导报;2010年S1期

5 任文才;高力波;马来鹏;成会明;;石墨烯的化学气相沉积法制备[J];新型炭材料;2011年01期

6 王延相;刘玉兰;王丽民;季敏霞;王成国;;由聚丙烯腈基碳纤维制备石墨烯薄膜的探索研究[J];功能材料;2011年03期

7 刘霞;;石墨烯:硅的“终结者”?[J];发明与创新(综合科技);2011年09期

8 ;科学家观察到石墨烯内电子间相互作用[J];黑龙江科技信息;2011年27期

9 袁文辉;李保庆;李莉;;改进液相氧化还原法制备高性能氢气吸附用石墨烯[J];物理化学学报;2011年09期

10 ;美开发出人工合成高质量石墨烯新方法[J];天然气化工(C1化学与化工);2011年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 赵福刚;李维实;;树枝状结构功能化石墨烯[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年

2 帅志刚;龙孟秋;唐令;王冬;;纳米带状石墨烯与石墨炔的电子结构与电荷输运[A];中国化学会第27届学术年会第14分会场摘要集[C];2010年

3 王琳;赵立峰;孙淮;;分子动力学模拟计算搀硅石墨烯的热传导系数[A];中国化学会第27届学术年会第14分会场摘要集[C];2010年

4 刘吉洋;郭少军;翟月明;李丹;汪尔康;;肉豆蔻酰磷脂酰甘油保护石墨烯的制备[A];中国化学会第27届学术年会第09分会场摘要集[C];2010年

5 刘云圻;魏大程;狄重安;武斌;郭云龙;于贵;;少数层石墨烯的可控制备和电性能研究[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年

6 张佳利;沈广霞;郭守武;;化学还原的单层氧化石墨烯的电学性质研究[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年

7 付磊;刘楠;戴博雅;刘迅;张朝华;刘忠范;;石墨烯的表面控制生长[A];中国化学会第27届学术年会中日青年化学家论坛摘要集[C];2010年

8 张智军;张立明;黄洁;夏景光;;基于氧化石墨烯的新型功能纳米载体的制备及其应用研究[A];中国化学会第27届学术年会第04分会场摘要集[C];2010年

9 刘洪涛;郑健;刘云圻;于贵;朱道本;;氨水和氨水蒸汽还原法制备石墨烯[A];全国第八届有机固体电子过程暨华人有机光电功能材料学术讨论会摘要集[C];2010年

10 陈永胜;黄毅;马延风;王燕;许艳菲;张小岩;梁嘉杰;吕歆;;可溶性石墨烯材料的宏量制备及其器件应用[A];全国第八届有机固体电子过程暨华人有机光电功能材料学术讨论会摘要集[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 刘霞;[N];科技日报;2010年

2 记者 王艳红;[N];新华每日电讯;2010年

3 本报记者 李好宇 张芃捷(实习) 特约记者 李季;[N];电脑报;2010年

4 证券时报记者 向南;[N];证券时报;2010年

5 本报特约撰稿 吴康迪;[N];计算机世界;2010年

6 记者 谢荣　通讯员 夏永祥 陈海泉 张光杰;[N];泰州日报;2010年

7 本报记者 纪爱玲;[N];中国高新技术产业导报;2011年

8 周科竞;[N];北京商报;2011年

9 王小龙;[N];科技日报;2011年

10 本报记者 刘霞;[N];科技日报;2011年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 王金华;类石墨烯纳米片和模型体系的理论研究[D];吉林大学;2010年

2 廖清;石墨烯及其相关结构的生长和性质研究[D];浙江大学;2011年

3 谢月娥;石墨烯纳米结构电子输运的调制[D];湘潭大学;2011年

4 袁建辉;石墨烯中的电子及其输运性质的研究[D];华中科技大学;2012年

5 徐华;石墨烯界面电荷转移的拉曼光谱研究[D];兰州大学;2012年

6 徐宇曦;功能化石墨烯的制备、组装及其应用[D];清华大学;2011年

7 康朝阳;碳化硅、蓝宝石与铜箔表面石墨烯的生长和表征研究[D];中国科学技术大学;2012年

8 李占成;高质量石墨烯的可控制备[D];中国科学技术大学;2012年

9 吕伟;石墨烯的宏量制备、可控组装及电化学性能研究[D];天津大学;2012年

10 江林海;石墨烯负载纳米复合材料的制备及其性质研究[D];吉林大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 同鑫;石墨烯的制备及其复合电极材料储锂性能研究[D];西北大学;2011年

2 吕翔;石墨烯的制备及高分子改性[D];武汉理工大学;2011年

3 杜欣;可流动石墨烯的制备及其特性研究[D];武汉理工大学;2011年

4 谢声意;还原石墨烯氧化物的第一性原理研究[D];吉林大学;2011年

5 邹燕;功能化石墨烯气敏特性的理论研究[D];曲阜师范大学;2011年

6 郭晓晓;单层石墨烯超晶格中的输运特性和散粒噪声[D];河北师范大学;2011年

7 韩超群;石墨烯在不平整表面上吸附的分子动力学研究[D];华东师范大学;2011年

8 周静;氧化石墨烯和石墨烯的制备、表征与应用[D];南京大学;2011年

9 王宽;石墨烯的室温简易制备及其电容性能研究[D];陕西师范大学;2011年

10 廖旭;石墨烯摩擦性质研究[D];电子科技大学;2011年

  本文关键词：石墨烯基金属硫化物（CuS，CdS）复合材料的制备及光催化性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：199868