石墨烯基吸附与光催化材料的制备与应用
发布时间：2021-01-07 23:20
石墨烯是由单层六边形碳原子连接而成的二维碳材料，具有理想的晶格结构和独特的光学、电学、热学和力学等性质，在光电、储能器件、生物医药和环境等领域有着广泛的应用前景。石墨烯基材料主要有氧化石墨烯、还原氧化石墨烯、功能化石墨烯、石墨烯基复合材料等，它们在环境领域主要应用于吸附和催化。石墨烯基材料作为吸附剂能有效去除废水中的有机物及金属离子，但它们在使用过程中易团聚导致比表面积急剧下降从而降低吸附性能，且回收困难。石墨烯作为一种零带隙的半导体材料，具有优异的电子传输特性能有效分离电荷，且石墨烯具有大的比表面积，对有机污染物有良好的吸附能力，因此石墨烯被认为是光催化反应的一种高性能载体。本研究基于石墨烯的结构和性能，及其分别在吸附和光催化领域的应用特点，尝试将石墨烯基材料用于模拟染料废水处理，为其在水处理领域的工程应用提供理论研究基础，考虑到工程应用需要宏量的石墨烯材料，而目前只有通过化学方法才能达到克级以上的制备量，故本研究对象采用化学法制备的氧化石墨烯（GO）和还原氧化石墨烯（rGO）。针对石墨烯在水处理过程中易团聚的问题，提出通过有机物改性GO（化学改性）、将层状物柱撑入rGO层间（物理改...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
石墨烯的结构示意图
石墨烯独特的原子结构和电子结构 (a)石墨烯翘曲成 0D富勒烯, 卷成 1垛成3D的石墨, 是构成其他石墨材料的基本单元[14,18]; (b)非支撑单层能带结构[19]Fig.1-2 Graphene's unique atomic structure and electronic structure of (a) grd into 0D fullerenes, rolled into 1D nanotubes or stacked into 3D graphite, thts of other graphite materials[14, 18]; (b) a non-supported graphene band structu
现在主要还是通过Standenmaier法[51]、Brodie 法[52]和Hummers法[31]制备。目前一种得到高产单层石墨烯最先进的方法如图 1.3，包含石墨氧化成石墨氧化物（GO），机械、化学或热剥离石墨氧化物成石墨烯氧化物片层，石墨烯氧化物片层还原成石墨烯（rGO）三个步骤[53]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Co-salen functionalized on graphene as an efficient heterogeneous catalyst for cyclohexene oxidation[J]. Jing Sun,Jian Zhang,Liang Wang,Longfeng Zhu,Xiangju Meng,Feng-Shou Xiao. Journal of Energy Chemistry. 2013(01)
[2]聚吡咯/石墨烯复合导电材料的制备及性能表征[J]. 王春晓,任鹏刚,刘蓬,谢利,张华,方长青. 功能材料. 2012(16)
[3]超声辅助法合成的石墨烯-TiO2复合材料声催化降解罗丹明B（英文）[J]. Trisha GHOSH,Chong-Yeon PARK,OH Won-Chun. 催化学报. 2012(08)
[4]石墨烯的制备与应用研究进展[J]. 魏德英,国术坤,赵永男. 化工新型材料. 2011(06)
[5]石墨烯制备、表征及应用研究最新进展[J]. 乔峰,朱海涛. 化工新型材料. 2010(10)
[6]石墨烯的制备与表征[J]. 马文石,周俊文,程顺喜. 高校化学工程学报. 2010(04)
[7]高比表面植物基活性炭吸附水中对硝基苯胺的性能及影响因素[J]. 李坤权,郑正,罗兴章. 环境科学. 2010(08)
[8]石墨烯的制备方法及其应用特性[J]. 张伟娜,何伟,张新荔. 化工新型材料. 2010(S1)
[9]石墨烯的功能化及其相关应用[J]. 黄毅,陈永胜. 中国科学（B辑:化学）. 2009(09)
本文编号：2963440
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：112 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
石墨烯的结构示意图
石墨烯独特的原子结构和电子结构 (a)石墨烯翘曲成 0D富勒烯, 卷成 1垛成3D的石墨, 是构成其他石墨材料的基本单元[14,18]; (b)非支撑单层能带结构[19]Fig.1-2 Graphene's unique atomic structure and electronic structure of (a) grd into 0D fullerenes, rolled into 1D nanotubes or stacked into 3D graphite, thts of other graphite materials[14, 18]; (b) a non-supported graphene band structu
现在主要还是通过Standenmaier法[51]、Brodie 法[52]和Hummers法[31]制备。目前一种得到高产单层石墨烯最先进的方法如图 1.3，包含石墨氧化成石墨氧化物（GO），机械、化学或热剥离石墨氧化物成石墨烯氧化物片层，石墨烯氧化物片层还原成石墨烯（rGO）三个步骤[53]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Co-salen functionalized on graphene as an efficient heterogeneous catalyst for cyclohexene oxidation[J]. Jing Sun,Jian Zhang,Liang Wang,Longfeng Zhu,Xiangju Meng,Feng-Shou Xiao. Journal of Energy Chemistry. 2013(01)
[2]聚吡咯/石墨烯复合导电材料的制备及性能表征[J]. 王春晓,任鹏刚,刘蓬,谢利,张华,方长青. 功能材料. 2012(16)
[3]超声辅助法合成的石墨烯-TiO2复合材料声催化降解罗丹明B（英文）[J]. Trisha GHOSH,Chong-Yeon PARK,OH Won-Chun. 催化学报. 2012(08)
[4]石墨烯的制备与应用研究进展[J]. 魏德英,国术坤,赵永男. 化工新型材料. 2011(06)
[5]石墨烯制备、表征及应用研究最新进展[J]. 乔峰,朱海涛. 化工新型材料. 2010(10)
[6]石墨烯的制备与表征[J]. 马文石,周俊文,程顺喜. 高校化学工程学报. 2010(04)
[7]高比表面植物基活性炭吸附水中对硝基苯胺的性能及影响因素[J]. 李坤权,郑正,罗兴章. 环境科学. 2010(08)
[8]石墨烯的制备方法及其应用特性[J]. 张伟娜,何伟,张新荔. 化工新型材料. 2010(S1)
[9]石墨烯的功能化及其相关应用[J]. 黄毅,陈永胜. 中国科学（B辑:化学）. 2009(09)
本文编号：2963440
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