石墨烯基二氧化钛表面等离子体复合材料光催化性能的研究

发布时间：2018-06-15 06:41

本文选题：氧化石墨烯 + 二氧化钛　；参考：《济南大学》2017年硕士论文

【摘要】：本论文以石墨烯二氧化钛复合物为基本载体,对其进行功能化制备了新型复合光催化剂,并应用于光催化降解污水中。本论文的研究内容包括四部分:(1)通过水热法制备了二氧化钛纳米管,并将银纳米粒子负载在二氧化钛纳米管表面,与磁性氧化石墨烯复合。制备了磁性氧化石墨烯/银负载二氧化钛纳米管表面等离子体复合光催化剂。利用FTIR、SEM、TEM、XRD、Raman、UV-Vsi和比表面积测试等手段对复合材料进行表征,然后通过对邻苯二甲酸二辛酯催化降解进行催化降解性能研究。研究表明:磁性氧化石墨烯/银负载二氧化钛纳米管复合产物在银负载物质量比为0.5%,催化p H为7.0,催化剂用量0.60 g/L,初始污染物浓度0.050 g/L,催化70 min条件下对邻苯二甲酸二辛酯降解率在紫外光下为91.13%,在可见光下为81.60%,复合光催化剂重复使用3次,降解效果基本稳定不变。(2)利用修正的Hummers法制得氧化石墨烯,并将氧化石墨烯包覆到碳纤维表面,并在其表面生长了二氧化钛纳米线阵列,之后将银负载在二氧化钛纳米线阵列表面。制得了毛刷状的氧化石墨烯包覆碳纤维/银负载二氧化钛纳米线阵列复合催化剂,利用FTIR、SEM、XRD、Raman、UV-Vsi、比表面积测试等手段对复合材料进行表征。然后以盐酸四环素为降解对象进行催化降解性能研究。研究表明:氧化石墨烯包覆碳纤维/银负载二氧化钛纳米线阵列在银负载物质量比为0.5%,p H为7.5,催化剂用量为0.80 g/L,污染物初始浓度为0.018 g/L,降解70 min条件下对盐酸四环素降解效率在紫外光下为95.68%,在可见光下为84.63%,复合光催化剂重复使用4次,降解效果基本稳定不变。(3)通过水热法制备了二氧化钛纳米管,将银纳米粒子修饰在二氧化钛纳米管表面,并以磁性β-环糊精改性壳聚糖为载体,成功制备了银负载二氧化钛纳米管/磁性β-环糊精改性壳聚糖复合光催化剂,利用FTIR、SEM、TEM和XRD等手段对复合材料进行表征。并以染料为降解对象进行催化性能研究。研究表明:银负载二氧化钛纳米管/磁性β-环糊精改性壳聚糖复合光催化剂催化p H为8.0,催化剂用量0.25 g/L,初始染料浓度0.028g/L,催化60 min条件下对染料降解率在紫外光下为94.48%,在可见光下为91.27%,复合光催化剂重复使用5次,降解效果基本稳定不变。(4)利用π-π共轭作用将石墨烯与羧基化多壁碳纳米管复合,构建3D网状立体结构,并与银负载后的二氧化钛纳米颗粒复合,制备了基于表面等离子体共振效应的磁性氧化石墨烯-多壁碳纳米管@银负载二氧化钛复合光催化剂。利用FTIR、SEM和XRD等手段对复合材料进行表征。并以哌拉西林钠为降解对象进行催化降解性能研究。研究表明:基于表面等离子体共振效应的磁性氧化石墨烯-多壁碳纳米管@银负载二氧化钛复合光催化剂,催化p H为4.0,催化剂用量0.20 g/L,初始染料浓度0.020 g/L,催化60 min条件下对哌拉西林钠降解率在紫外光下为94.75%,在可见光下为91.59%,复合光催化剂重复使用4次,降解效果基本稳定不变。
[Abstract]:In this paper , a novel composite photocatalyst was prepared by using graphene - titanium dioxide composite as the basic carrier , and it was applied to photocatalytic degradation of sewage . The research contents of this paper include four parts : ( 1 ) the preparation of titanium dioxide nanotubes by hydrothermal method , and the catalytic degradation performance of the magnetic graphene / silver loaded titanium dioxide nanotube . The results show that the degradation rate of the magnetic oxidized graphene / silver loaded titanium dioxide nanotube is 91.13 % under the condition of silver loading , 81.60 % under the condition of visible light , and the composite photocatalyst is reused for 3 times , and the degradation effect is basically stable . The carbon fiber / silver loaded titanium dioxide nanowire array composite catalyst was prepared by FTIR , SEM , XRD , Raman , UV - Vsi and specific surface area test . The photocatalytic degradation of composite photocatalyst was studied by FTIR , SEM , TEM and XRD .
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O643.36;O644.1

【参考文献】