本文關(guān)鍵詞：片狀、球狀二氧化鈦與石墨烯復(fù)合物的制備及光催化性能，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《中南民族大學(xué)》 2013年

片狀、球狀二氧化鈦與石墨烯復(fù)合物的制備及光催化性能

程國(guó)森  

【摘要】：在紫外光照射下，二氧化鈦可以分解水溶液中難降解、有毒有害的污染物已經(jīng)成為一種共識(shí)，并且因?yàn)槎趸伨哂辛畠r(jià)、無(wú)毒及不會(huì)產(chǎn)生二次污染等特性，使其受到了最廣泛的應(yīng)用和研究探索。為了提高二氧化鈦的光催化降解性能，前人的研究主要有：1、暴露銳鈦礦二氧化鈦的001高能面；2、耦合WO3等半導(dǎo)體；3、沉積Au、Ag等金屬；4、摻雜金屬或者非金屬改性；5、應(yīng)用有機(jī)/無(wú)機(jī)表面敏化，等等。并且這些工作主要集中在抑制由光激發(fā)產(chǎn)生的空穴和電子的復(fù)合。而一個(gè)光催化反應(yīng)的過(guò)程，催化劑對(duì)降解目標(biāo)物質(zhì)的吸附也是一個(gè)重要的因素。進(jìn)年來(lái)出現(xiàn)的石墨烯在導(dǎo)電，吸附等方面都具有很好的特性。研究者們對(duì)石墨烯二氧化鈦復(fù)合物賦予很大關(guān)注，也取得了很多研究成果。本文把石墨烯二氧化鈦復(fù)合材料作為研究的對(duì)象，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中設(shè)計(jì)了把從納米片狀結(jié)構(gòu)到微米球形結(jié)構(gòu)變化的二氧化鈦分別與氧摻雜的石墨烯和氮摻雜的石墨烯進(jìn)行復(fù)合。實(shí)驗(yàn)中并對(duì)所得的復(fù)合材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征以及光催化性能的研究。從實(shí)驗(yàn)的最終結(jié)果得出，當(dāng)二氧化鈦與石墨烯復(fù)合情況更好時(shí)，石墨烯對(duì)二氧化鈦起到更好的電子傳遞作用來(lái)增強(qiáng)催化劑的光催化性能。我們主要在以下幾個(gè)方面做了研究： (1)以石墨粉，濃硫酸，濃硝酸，高錳酸鉀，雙氧水，氨水等廉價(jià)原料制備了輕度氧摻雜的石墨烯，深度氧摻雜的石墨烯以及氮摻雜的石墨烯。最后使用TEM，SEM，XRD，XPS，IR等對(duì)它們進(jìn)行形貌和結(jié)構(gòu)性質(zhì)表征。 (2)以鈦酸丁酯，醋酸，雙氧水等原料，制備了納米片以及小球型的二氧化鈦；以硫酸氧鈦，尿素，氟化銨等原料制備了微米的球形二氧化鈦，并與深度氧摻雜的石墨烯反應(yīng)得到目標(biāo)復(fù)合材料。利用SEM，TEM，HRTEM，XRD，XPS，IR，，UV-Vis等表征得到的二氧化鈦和石墨烯二氧化鈦復(fù)合材料。制備得到的二氧化鈦全部都是銳鈦礦型結(jié)構(gòu)，結(jié)晶程度好，跟石墨烯復(fù)合時(shí)效果很顯著，并且實(shí)驗(yàn)過(guò)程中使用濃硫酸處理催化劑起到關(guān)鍵作用。并且還研究了它們的光催化性能，結(jié)果表明石墨烯的負(fù)載量控制在一定的情況下，復(fù)合材料的光催化性能要比純的二氧化鈦提高許多。 (3)把納米顆粒和微米顆粒的二氧化鈦與氮摻雜的石墨烯進(jìn)行復(fù)合。同樣采用SEM，TEM，HRTEM，XRD，XPS，IR，UV-Vis等表征得到的石墨烯二氧化鈦復(fù)合材料。在催化活性的研究中，發(fā)現(xiàn)石墨烯經(jīng)過(guò)摻雜氮原子之后，這種復(fù)合材料的光催化性能又提高了許多，達(dá)到我們實(shí)驗(yàn)預(yù)期的目的。本章實(shí)驗(yàn)中只是采用普通的水熱反應(yīng)，說(shuō)明氮原子摻雜在石墨烯上后可以很好地改善功能化的氧摻雜石墨烯的性質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：中南民族大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：O614.411;O613.71
【目錄】：

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