石墨烯基复合结构构造及其光催化性能研究

发布时间：2017-11-09 19:33

  本文关键词：石墨烯基复合结构构造及其光催化性能研究

  更多相关文章： 氧化锡 硫化锡 石墨烯 半导体 光催化

【摘要】：随着社会的发展,工业化程度加剧,日益恶化的大环境严重影响了人类的健康和生活。因此,保护环境、治理污染,寻求更加高效有力的去污方法成为研究的热点。自半导体催化剂提出以来,这项催化技术在环境治理方面起到了至关重要的作用。因此已经有很多研究人员对种类繁多,不同形貌的半导体催化剂进行探索。但是,目前绝大多数半导体催化剂普遍存在一些问题：宽带隙(可见光利用率低)、光生载流子复合率高、小尺寸纳米颗粒团聚等,亟待解决。石墨烯(Graphene)是指二维蜂窝状结构的单层石墨,拥有优异的电子输运性能、机械性能和表面化学性能。其作为新型的一种碳材料,得到了广泛关注。这些特性极大地提高了复合结构在光催化过程中的吸附效率、光生载流子与空穴的分离和催化效率。目前,为了将石墨烯基复合材料广泛应用于催化领域,科研人员做了很多尝试,发现石墨烯基复合结构能很好地克服单纯半导体存在的问题。其中氧化石墨烯(GO)由于其表面丰富的含氧官能团,能够促进其与半导体的有效复合,起到固态稳定器的作用。基于这些考虑,本文以氧化石墨烯为先驱物,采用水热合成法构造石墨烯基催化剂,对它的形貌、结构以及性质进行表征,并对其光催化性能进行研究。具体内容及分析结果如下：1、采用改进的Hummers法,以鳞片状石墨粉为原料,制备出氧化石墨烯。通过X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)以及能谱仪(EDS)分别来分析石墨烯的结构和形貌,结果显示样品具有大面积的层状结构,表面褶皱丰富,有大量的含氧官能团；采用水热还原法,在高温下对GO进行还原,无需再添加剧毒的还原剂及交联剂,结果表明在180℃下水热反应4-6小时可以很好地形成石墨烯(RGO),它具备的较大表面积等优良特性,为后续与纳米颗粒复合提供了良好的先决条件。2、采用水热合成法一步制备SnS2/Graphene复合纳米结构。利用透射电子显微镜(TEM),高分辨透射电子显微镜(HRTEM), X射线衍射仪(XRD),傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等技术对该复合结构进行了表征。可以观测到SnS2纳米粒子较均匀分散在Graphene片上,SnS2/Graphene复合物有效增强SnS2的光吸收强度。以罗丹明-b染料为模拟污染物,研究了其光催化性能。结果表明,SnS2/Graphene复合纳米结构相较于纯SnS2,展现了较好的催化活性以及较好的稳定性。3、以五水合四氯化锡(SnCl4·5H2O)和氧化石墨烯为先驱物,乙醇水溶液为溶剂,采用一种简单的水热法一步合成了具有可见光催化活性的Sn02量子点(约3-5nm)与石墨烯复合结构。利用透射电子显微镜(TEM),高分辨透射电子显微镜(HRTEM), X射线衍射仪(XRD),傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等技术对其结构进行了表征,并采用紫外可见吸收光谱(UV-vis)分析其光学性能,以罗丹明-b染料为目标降解物研究Sn02量子点／石墨烯复合结构的可见光催化性能。结果表明：与纯Sn02、纯石墨烯相比,复合结构显示出了很高的可见光催化活性。通过对其结构进行分析,我们提出了Sn02量子点／石墨烯复合结构的形成机制及其可见光催化活性机理。
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O643.36;O644.1

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 邓甲祥;非金属复合结构在车辆上的应用[J];工程塑料应用;1990年01期

2 沈越,陈敏,王树逵;关于复合结构对消声影响的研究[J];沈阳大学学报;2003年02期

3 范俊奇;辛凯;宋红民;薛一江;;泡沫夹层在抗爆复合结构中作用的实验研究[J];实验力学;2011年03期

4 郭方奎;;变换炉新型复合结构内衬[J];化肥工业;1986年02期

5 K.Pfeifer;J.Bode;乐发仁;;热载荷下轻质复合结构件的应力和应变分析[J];国外固体火箭技术;1987年03期

6 夏笃yN;张肇熙;J.Smid;;PMG_n-PEO-LiCF_3SO_3复合结构高分子快离子导体[J];功能材料;1992年04期

7 李学闵;玻璃钢/混凝土复合结构工艺[J];工程塑料应用;1996年06期

8 石秀华,郑水容;钛合金复合结构在海洋工程中的应用[J];钛工业进展;1997年06期

9 王继君,卢咏来,沈德言;基底表面无规聚甲基丙烯酸甲酯立构复合结构的研究[J];高等学校化学学报;2003年05期

10 邓明晰;复合结构界面粘接强度的声-超声评价研究[J];应用声学;2005年05期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 王利民;Leung K Y Christopher;;非线性裂纹模型在复合结构失效分析中的应用[A];复合材料力学现代进展会议论文集扩展摘要[C];2005年

2 张建伟;钱维坤;李继信;;储罐玻璃钢四面锥复合结构修复技术的开发应用[A];山东石油学会第三届腐蚀与防护技术学术交流会论文集[C];2005年

3 郑建中;左炳和;殷怀堂;;并列双座复合结构立窑的爆破[A];第七届全国工程爆破学术会议论文集[C];2001年

4 张梅;尚云东;张江涛;刘立胜;翟鹏程;;黏弹性层叠复合结构残余应力分析与优化[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

5 王翕君;江俊;;半导体-金属复合结构催化活性模拟研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第15分会：理论化学方法和应用[C];2014年

6 闫翔宇;陈志华;;三类结构概念和复合结构体系分类[A];第九届全国现代结构工程学术研讨会论文集[C];2009年

7 金超;秦瑶;李影;祖连海;杨金虎;;Ag@Ag_3PO_4@ZnO三元异质复合结构的制备及其光催化性能的探究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第37分会：能源纳米科学与技术[C];2014年

8 郑维时;郭子龙;庄家骐;杨文胜;;Fe_3O_4@SiO_2@Au复合结构在生物监测方面的应用[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第35分会：纳米生物医学中的化学问题[C];2014年

9 周晓敏;张国亮;;“冻土+管棚”复合结构的承载性能研究及其应用分析[A];城市地下空间开发与地下工程施工技术高层论坛论文集[C];2004年

10 翟宏菊;王立晶;孙德武;李秀艳;常立民;杨景海;;Ag-ZnO复合结构的一步溶剂热合成及其发光性能研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第21分会：光化学[C];2014年

中国重要报纸全文数据库 前4条

1 记者 张Z，

本文编号：1163313