石墨烯復(fù)合材料的構(gòu)筑及其對(duì)泰樂(lè)菌素光解特性.pdf

1、隨著抗生素在人獸疾病預(yù)防以及畜牧養(yǎng)殖上的廣泛應(yīng)用，環(huán)境中抗生素殘留量也逐漸增大，這將直接或間接的對(duì)人類(lèi)的生命健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利的影響。光催化降解作為環(huán)境中抗生素主要的去除途徑而被國(guó)內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注。石墨烯具有較大的比表面積和較高的電子遷移率，所以被廣泛應(yīng)用于催化領(lǐng)域，目前石墨烯經(jīng)常被用來(lái)改性單一的半導(dǎo)體催化劑，從而提高復(fù)合物的光催化性能。本文分別制備了多種石墨烯基復(fù)合材料，通過(guò)SEM（掃描電鏡）、TEM（透射電子顯微鏡）、FTIR（

2、傅里葉變換紅外光譜）、XRD（X射線(xiàn)衍射）等多種表征手段觀察其表面形態(tài)，結(jié)構(gòu)等，同時(shí)對(duì)其在可見(jiàn)光的條件下對(duì)泰樂(lè)菌素(TYL)光催化降解性能進(jìn)行了探討，主要內(nèi)容如下:
　　(1)氧化石墨烯(GO)的制備方法為改進(jìn)的Hummers法。以石墨粉為實(shí)驗(yàn)原料，以濃H2SO4、 H3PO4和KMnO4為氧化劑，通過(guò)化學(xué)氧化的方法制得氧化石墨烯。通過(guò)SEM、XRD、FTIR等表征手段可以得出，氧化石墨烯由單層或多層重疊的層狀結(jié)構(gòu)組成，且表面出現(xiàn)

3、褶皺結(jié)構(gòu)，在氧化石墨烯表面可以發(fā)現(xiàn)親水性的-COOH、-OH、C-OH、C=O、C-O-C等含氧官能團(tuán)這使得氧化石墨烯具有較好的親水性。在可見(jiàn)光照射的條件下，氧化石墨烯對(duì)泰樂(lè)菌素有一定的光降解特性，并且光降解機(jī)理可能是由氧化石墨烯表面官能團(tuán)共價(jià)鍵斷裂從而產(chǎn)生自由基所致。
　　(2)分別通過(guò)水熱法和原位生長(zhǎng)法兩種方法制備針鐵礦/石墨烯的復(fù)合材料。通過(guò)SEM、XRD、FTIR等表征手段可以看出，呈細(xì)針狀的針鐵礦均勻負(fù)載與石墨烯表面，這

4、說(shuō)明本實(shí)驗(yàn)成功的制備出了針鐵礦/石墨烯復(fù)合物;同時(shí)發(fā)現(xiàn)，石墨烯表面的含氧基團(tuán)有一定量的減少，這說(shuō)明氧化石墨烯被還原為石墨烯。分別對(duì)兩種制備方法所得的針鐵礦/石墨烯復(fù)合物進(jìn)行光降解泰樂(lè)菌素的實(shí)驗(yàn)，研究結(jié)果表明，負(fù)載針鐵礦后，復(fù)合物的光催化性能有明顯的提高，且原位生長(zhǎng)法制備所得復(fù)合物的催化性能優(yōu)于水熱法。通過(guò)分析針鐵礦/石墨烯復(fù)合物的光催化結(jié)果可以得出，在該反應(yīng)體系中，光激發(fā)產(chǎn)生了具有強(qiáng)氧化性的羥基自由基(·OH)，從而將泰樂(lè)菌素氧化為低污

5、染或無(wú)污染的最終產(chǎn)物。
　　(3)利用水熱法，以Bi(NO3)3·5H2O和Na2WO4·2H2O為原料制備鎢酸鉍;再利用水熱法將Bi2WO6負(fù)載于石墨烯上，制備出Bi2WO6/GO復(fù)合物，并利用光還原法將Ag負(fù)載于Bi2WO6/GO上制備出Ag/Bi2WO6/GO三相復(fù)合物。利用SEM、XRD、FTIR、AFM等手段對(duì)制備的復(fù)合物進(jìn)行表征分析可得，鎢酸鉍在掃描電鏡下呈花球狀，鎢酸鉍與銀均均勻的負(fù)載于石墨烯上，這說(shuō)明鎢酸鉍及其與石