石墨烯/二氧化钛纳米复合材料的制备及其可见光降解有机污染物的研究

发布时间：2020-12-11 06:06

　　开发和利用太阳能来解决环境污染与能源危机问题,已经成为当今世界所面临的重要课题。半导体光催化技术作为一种新兴的绿色技术,在解决环境问题方面,不仅能够克服传统方法的诸多缺点,还能有效地促进太阳能的利用。然而,目前半导体光催化技术的发展面临诸多难题,主要有:第一,TiO₂等传统的半导体材料只能被紫外光驱动,对太阳能的利用率低;第二,光催化反应过程中光生电子和空穴的快速复合,光量子效率低;第三,半导体光催化剂难回收再利用,易造成二次污染。因此,研究开发具有可见光响应,且稳定高效、易回收的光催化材料是光催化技术实现广泛应用的关键。基于以上问题,本研究利用溶胶凝胶法、水热法等方法制备催化活性高稳定性好的石墨烯/二氧化钛型复合光催化剂。主要的研究内容和成果如下:1.采用“一锅”水热法成功制备出石墨烯/二氧化钛（RGO-TiO₂）和石墨烯/二氧化钛/硫化镉（RGO-TiO₂-CdS）纳米复合材料光催化剂,并考察了所得到样品的形貌、晶相、光吸收性能以及光催化活性等。其中,RGO-TiO₂由柔性薄片（RGO）和直径为... 

【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

石墨烯卷曲成零维的富勒烯、一维的碳纳米管，堆叠成三维的石墨材料9Fig.1.1Graphenewerewrappedupinto0Dfullerene,rolledinto1Dnanotubesorstackedinto3Dgraphite9.

硕士学位论文 石墨烯/二氧化钛纳米复合材料的制备及其可见光降解有机污染长方法，它是一种借助气相化学反应，将一种或几种含有构成薄膜、单质气体通入放置有基材的反应室，沉积在基体表面上形成固态艺技术。目前，该方法广泛应用于石墨烯的制备，该方法能够得到烯，其制备过程如图 1.2 所示28。实际上就是将平面基底镍金属薄中，通入高温可分解的前驱体气体，然后再经高温退火使碳原子在积，最后用化学腐蚀法将基底层除去，从而可以得到独立的石墨29以镍为衬底，在甲烷，氢气和氩气的高温混合气体中，沉积历分钟，成功制备出了单层和少层的石墨烯片，除此之外还能够将其 SiO2/Si 衬底上。Zhu 等30人采用改良的制备方法，在没有催化剂学气相沉积法在不同种类的衬底上制备出平均厚度 1 nm，单层厚度石墨烯薄膜。此外，过渡金属 Fe、Cu、Co、It、Pt 等都可作为基法制备石墨烯。化学气相沉积法制备的石墨烯品质高，可控性强，制备过程相对复杂，设备昂贵，且制备的石墨烯的形貌和性能受到大，因此实现工业化大规模生产仍然是一个极大的挑战。

图 1.3 还原氧化石墨烯制备化学转化石墨烯31 1.3 Preparation of chemically converted graphene by reduction of graphene oxide315 石墨插层法墨插层法一般是在天然石墨层与层之间插入一些非碳质的离子、原子、子团等形成的一种新的层状化合物，主要的几种石墨插层法如图 1.4 所然而，该方法所制备出的石墨片层一般会存在片层比较厚，最小只能达米，可控性较差，所加入的物质很难去除等问题，导致石墨片实际应用制。因此，该方法也难以大规模应用于工业生产。


本文编号：2910029