石墨烯纳米复合材料的合成及其吸附与光催化性能研究

发布时间：2022-10-21 18:37

　　石墨烯是由单层六边形碳原子连接而成的二维碳材料,具备理想的晶格结构与独特的电学、光学、热学和力学等性质,在光电、生物医药、储能器件和环境保护等领域具有广泛的应用前景。石墨烯基材料主要包括氧化石墨烯、还原性氧化石墨烯、功能化石墨烯、石墨烯基复合材料等,它们在环境保护领域主要应用于吸附与催化降解。石墨烯基材料作为吸附剂能够有效的去除废水中存在的有机物以及重金属离子,但是它们在使用过程中容易团聚从而导致比表面积急剧下降进而降低吸附性能,且回收比较困难。石墨烯作为一类零带隙的半导体材料,拥有优异的电子传输特性且能有效的分离电荷,同时石墨烯拥有大的比表面积,对有机污染物具有良好的吸附能力,因此石墨烯被广泛认为是光催化反应过程中的一类高性能载体。本研究基于石墨烯的结构与性能,以及其在吸附与光催化领域的应用特性,尝试将石墨烯基材料应用于模拟工业废水处理,以期为它在水处理领域的实际工程应用中提供理论研究基础。考虑到实际工程应用中需要大量的石墨烯材料,而目前只能通过化学制备方法才能够达到以上要求,因此本研究运用化学制备法合成氧化石墨烯（GO）,还原性氧化石墨烯（rGO）和石墨烯（GN）。针对石墨烯在废水... 

【文章页数】：146 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 石墨烯简介
    1.2 石墨烯的制备以及功能化
        1.2.1 石墨烯的制备方法
        1.2.2 石墨烯功能化
    1.3 基于石墨烯的复合材料
        1.3.1 石墨烯/聚合物复合材料
        1.3.2 石墨烯/纳米颗粒复合材料
    1.4 石墨烯基材料在污水处理中的应用
        1.4.1 石墨烯基材料在吸附中的应用
        1.4.2 石墨烯基材料在光催化中的应用
    1.5 研究目的与研究内容
第二章 CTAB改性石墨烯复合材料及其吸附去除六价铬的研究
    2.1 引言
    2.2 材料与方法
        2.2.1 实验材料与设备
        2.2.2 样品制备
        2.2.3 材料表征
        2.2.4 吸附性能测试实验
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 形貌分析
        2.3.2 热重分析
        2.3.3 X射线光电子能谱分析
        2.3.4 红外光谱分析
        2.3.5 X射线衍射分析
        2.3.6 吸附六价铬性能分析
    2.4 本章小结
第三章 纳米零价铁负载石墨烯复合材料及其吸附降解对硝基氯苯的研究
    3.1 引言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 样品制备
        3.2.3 材料表征
        3.2.4 吸附降解性能测试实验
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 形貌分析与比表面积分析
        3.3.2 热重分析
        3.3.3 红外光谱分析
        3.3.4 X射线衍射分析
        3.3.5 吸附降解对硝基氯苯性能分析
    3.4 本章小结
第四章 羟基铝柱撑石墨烯复合材料及其吸附去除刚果红的研究
    4.1 引言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 样品制备
        4.2.3 材料表征
        4.2.4 吸附性能测试实验
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 形貌分析
        4.3.2 热重分析
        4.3.3 红外光谱分析
        4.3.4 X射线衍射分析
        4.3.5 吸附去除刚果红性能分析
    4.4 本章小结
第五章 氧化镍负载石墨烯复合材料及其吸附降解苯酚的研究
    5.1 引言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 实验材料
        5.2.2 样品制备
        5.2.3 材料表征
        5.2.4 吸附降解性能测试实验
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 形貌分析
        5.3.2 比表面积分析
        5.3.3 红外光谱分析
        5.3.4 X射线衍射分析
        5.3.5 X射线光电子能谱分析
        5.3.6 催化降解苯酚性能分析
    5.4 本章小结
第六章 铁酸铋负载石墨烯复合材料及其可见光催化酚类化合物的研究
    6.1 引言
    6.2 材料与方法
        6.2.1 实验材料
        6.2.2 样品制备
        6.2.3 材料表征
        6.2.4 光催化性能测试实验
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 形貌分析
        6.3.2 X射线衍射分析
        6.3.3 拉曼光谱分析
        6.3.4 磁性分析
        6.3.5 紫外可见漫反射光谱分析
        6.3.6 X射线光电子能谱分析
        6.3.7 光催化降解酚类性能分析与机理分析
    6.4 本章小结
第七章 金属（铁）-有机框架负载石墨烯复合材料及其光催化降解染料的研究
    7.1 引言
    7.2 材料与方法
        7.2.1 实验材料
        7.2.2 样品制备
        7.2.3 材料表征
        7.2.4 光催化性能测试实验
    7.3 结果与讨论
        7.3.1 形貌分析
        7.3.2 X射线衍射分析
        7.3.3 拉曼光谱分析
        7.3.4 红外光谱分析
        7.3.5 热重分析
        7.3.6 X射线光电子能谱分析
        7.3.7 光催化降解染料性能分析
    7.4 本章小结
第八章 钯纳米粒子与金属（铬）-有机框架共同负载石墨烯复合材料及其光催化降解三苯甲烷染料的研究
    8.1 引言
    8.2 材料与方法
        8.2.1 实验材料
        8.2.2 样品制备
        8.2.3 材料表征
        8.2.4 光催化性能测试实验
    8.3 结果与讨论
        8.3.1 形貌分析
        8.3.2 X射线衍射分析
        8.3.3 紫外可见漫反射光谱分析
        8.3.4 X射线光电子能谱分析
        8.3.5 光催化降解三苯甲烷染料性能分析
        8.3.6 复合材料的回收重复利用性能分析
    8.4 本章小结
第九章 结论、创新性与展望
    9.1 结论
    9.2 创新性
    9.3 展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件


【参考文献】：
期刊论文
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[5]Ru（0001）表面石墨烯的外延生长及其担载纳米金属催化剂的研究[J]. 张辉,傅强,崔义,谭大力,包信和.  科学通报. 2009(13)
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本文编号：3696169