石墨烯及石墨烯-二氧化钛复合材料的制备及性能研究
发布时间：2021-03-27 22:32
二氧化钛（TiO2）是目前使用较多的光催化剂,对自然光的利用率低,一般以粉末状存在,易流失、循环利用性弱。因此,要使TiO2大规模工业化应用,必须将TiO2进行改性以及高效、稳固的负载。石墨烯（GR）的光学、电学、力学特性优异且比表面积大,将其与TiO2复合可以降低TiO2的禁带宽度,促进电子的迁移,增强TiO2的光催化活性;将石墨烯-二氧化钛复合材料进行负载,能有效克服粉体易聚集、难回收的问题。基于以上研究背景,本研究首先以鳞片石墨为原料,以胆酸钠（NaC）为插层剂,制备少层、较少缺陷的GR,研究了剪切速度对GR剥离效果的影响;然后以GR和锐钛矿纳米TiO2为原料制备了GR-TiO2复合材料,研究了简单搅拌、超声处理、水热反应3种不同方法制备的GR-TiO2复合材料的光催化性能;在此基础上选用不同基底不同粘结剂制备GR-TiO2膜,考察了不同基底不同粘结剂对GR-Ti...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GR的拉曼图（a）及2D峰的洛伦兹拟合图(b)
中北大学学位论文212.2.2SEM分析为观察鳞片石墨及GR的微观形貌，使用扫描电镜分别对其进行扫描测试，微观结构如图3-1所示。图2-2鳞片石墨、GR的SEM图Fig.2-2SEMimagesofflakegraphiteandGR从图中可以看出，天然鳞片石墨，片层较大，并且有明显的分层，边缘有缺陷但不是很大。放大到2000倍的时候，可以明显看到大片鳞片石墨的周围有碎片且表面平整。GR的SEM图，可以看到，图中显示GR很薄，表明制备的复合物中GR层数较少，其尺寸在10微米以下，大都堆叠起来，边缘各处存在不同程度的卷曲，平面上存在褶皱，整体形貌呈现出轻薄聚拢的纱状。
中北大学学位论文222.2.3紫外可见吸收光谱分析紫外可见吸收光谱可以利用物质的分子或离子对紫外和可见光的吸收所产生的紫外可见光谱及吸收程度可以对物质的组成、含量和结构进行分析、测定、推断[83]。GR的紫外可见吸收光谱图如图2-3所示。据文献报道，石墨烯的特征吸收峰在约270nm左右,对应于芳香C-C键的跃迁；氧化石墨烯一般在230nm处有一个明显的特征吸收峰，这是芳环的C=C的兀-兀过渡吸收。而图2-3中在262nm处有一个明显的c-c峰，说明所制备的材料为石墨烯。图2-3GR的紫外可见吸收光谱图Fig.2-3GRUV-Visabsorptionspectrum2.2.4红外光谱分析红外光谱分析常被用来鉴定分子中某些官能团的存在。此外，这种技术的独特性在于它是吸收带的集合，有助于确认纯化合物的身份或检测特定杂质的存在。分析石墨烯时，它有助于石墨、氧化石墨烯、还原石墨烯和官能化的石墨烯的表征。
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯的研究进展及应用前景概述[J]. 王明浩. 科技与创新. 2019(20)
[2]烷基环己苯异硫氰酸液晶材料太赫兹波吸收[J]. 阎昊岚,程雅青,王凯礼,王雅昕,陈洋玮,袁秋林,马恒. 物理学报. 2019(11)
[3]石墨烯的制备与应用前景[J]. 霍川. 西部皮革. 2018(22)
[4]石墨烯复合光催化材料专利技术综述[J]. 钟玉姣,权桂英. 中国科技信息. 2018(05)
[5]壁纸固载石墨烯/TiO2降解甲醛及动力学研究[J]. 王文明,刘心中,靳贵晓,颜振涛,翁仁贵. 福州大学学报(自然科学版). 2017(06)
[6]磁性氧化石墨烯染料敏化复合物制备及其催化性能研究[J]. 杨晓超,韦凤喜,刘蓉,于朝生,许苗军. 化学与黏合. 2017(05)
[7]不锈钢纤维毡负载TiO2的制备及其光催化降解染料研究[J]. 王想,林俊雄,邢天玮,吴明华. 浙江理工大学学报(自然科学版). 2017(02)
[8]超临界N-甲基吡咯烷酮剥离可膨胀石墨制备石墨烯[J]. 刘长青,徐正侠. 邵阳学院学报(自然科学版). 2016(03)
[9]氧化石墨烯的制备及低温还原研究[J]. 赵静,张红. 化学通报. 2016(06)
[10]TiO2光催化剂制备及其催化性能研究[J]. 崔义慧,牛一竹,赵丹,刘雨萌,李光哲. 辽宁化工. 2015(11)
博士论文
[1]Cu-MOF/石墨纳米片复合物用于DNA损伤标志物8-羟基-2’-脱氧鸟苷的高灵敏电化学传感[D]. 曹国军.华中科技大学 2019
[2]碳酸盐高温蓄热材料的性能研究[D]. 张兆利.西南交通大学 2018
[3]化学还原氧化石墨烯及其衍生物的制备、性质和应用研究[D]. 张佳利.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]石墨烯表面增强拉曼散射效应的探究[D]. 郭书鹏.哈尔滨工业大学 2013
[2]多巴胺复合膜及其抗污染性能研究[D]. 邵冰.大连理工大学 2013
[3]氧化石墨烯表面接枝聚合物及其性能研究[D]. 毛云孝.合肥工业大学 2013
本文编号：3104350
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
GR的拉曼图（a）及2D峰的洛伦兹拟合图(b)
中北大学学位论文212.2.2SEM分析为观察鳞片石墨及GR的微观形貌，使用扫描电镜分别对其进行扫描测试，微观结构如图3-1所示。图2-2鳞片石墨、GR的SEM图Fig.2-2SEMimagesofflakegraphiteandGR从图中可以看出，天然鳞片石墨，片层较大，并且有明显的分层，边缘有缺陷但不是很大。放大到2000倍的时候，可以明显看到大片鳞片石墨的周围有碎片且表面平整。GR的SEM图，可以看到，图中显示GR很薄，表明制备的复合物中GR层数较少，其尺寸在10微米以下，大都堆叠起来，边缘各处存在不同程度的卷曲，平面上存在褶皱，整体形貌呈现出轻薄聚拢的纱状。
中北大学学位论文222.2.3紫外可见吸收光谱分析紫外可见吸收光谱可以利用物质的分子或离子对紫外和可见光的吸收所产生的紫外可见光谱及吸收程度可以对物质的组成、含量和结构进行分析、测定、推断[83]。GR的紫外可见吸收光谱图如图2-3所示。据文献报道，石墨烯的特征吸收峰在约270nm左右,对应于芳香C-C键的跃迁；氧化石墨烯一般在230nm处有一个明显的特征吸收峰，这是芳环的C=C的兀-兀过渡吸收。而图2-3中在262nm处有一个明显的c-c峰，说明所制备的材料为石墨烯。图2-3GR的紫外可见吸收光谱图Fig.2-3GRUV-Visabsorptionspectrum2.2.4红外光谱分析红外光谱分析常被用来鉴定分子中某些官能团的存在。此外，这种技术的独特性在于它是吸收带的集合，有助于确认纯化合物的身份或检测特定杂质的存在。分析石墨烯时，它有助于石墨、氧化石墨烯、还原石墨烯和官能化的石墨烯的表征。
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯的研究进展及应用前景概述[J]. 王明浩. 科技与创新. 2019(20)
[2]烷基环己苯异硫氰酸液晶材料太赫兹波吸收[J]. 阎昊岚,程雅青,王凯礼,王雅昕,陈洋玮,袁秋林,马恒. 物理学报. 2019(11)
[3]石墨烯的制备与应用前景[J]. 霍川. 西部皮革. 2018(22)
[4]石墨烯复合光催化材料专利技术综述[J]. 钟玉姣,权桂英. 中国科技信息. 2018(05)
[5]壁纸固载石墨烯/TiO2降解甲醛及动力学研究[J]. 王文明,刘心中,靳贵晓,颜振涛,翁仁贵. 福州大学学报(自然科学版). 2017(06)
[6]磁性氧化石墨烯染料敏化复合物制备及其催化性能研究[J]. 杨晓超,韦凤喜,刘蓉,于朝生,许苗军. 化学与黏合. 2017(05)
[7]不锈钢纤维毡负载TiO2的制备及其光催化降解染料研究[J]. 王想,林俊雄,邢天玮,吴明华. 浙江理工大学学报(自然科学版). 2017(02)
[8]超临界N-甲基吡咯烷酮剥离可膨胀石墨制备石墨烯[J]. 刘长青,徐正侠. 邵阳学院学报(自然科学版). 2016(03)
[9]氧化石墨烯的制备及低温还原研究[J]. 赵静,张红. 化学通报. 2016(06)
[10]TiO2光催化剂制备及其催化性能研究[J]. 崔义慧,牛一竹,赵丹,刘雨萌,李光哲. 辽宁化工. 2015(11)
博士论文
[1]Cu-MOF/石墨纳米片复合物用于DNA损伤标志物8-羟基-2’-脱氧鸟苷的高灵敏电化学传感[D]. 曹国军.华中科技大学 2019
[2]碳酸盐高温蓄热材料的性能研究[D]. 张兆利.西南交通大学 2018
[3]化学还原氧化石墨烯及其衍生物的制备、性质和应用研究[D]. 张佳利.上海交通大学 2011
硕士论文
[1]石墨烯表面增强拉曼散射效应的探究[D]. 郭书鹏.哈尔滨工业大学 2013
[2]多巴胺复合膜及其抗污染性能研究[D]. 邵冰.大连理工大学 2013
[3]氧化石墨烯表面接枝聚合物及其性能研究[D]. 毛云孝.合肥工业大学 2013
本文编号：3104350
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huaxue/3104350.html
教材专著
