二氧化鈦-石墨烯復(fù)合催化劑制備及其光降解亞甲基藍(lán)的效能研究.pdf

1、二氧化鈦(TiO2)光催化技術(shù)因光催化效率高、不會(huì)產(chǎn)生再次污染以及礦化程度高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用和研究。但TiO2富集能力弱，催化劑粉末難以回收重復(fù)利用，以及自身的光生空穴-電子的復(fù)合等問(wèn)題嚴(yán)重削弱了二氧化鈦光催化的能力。石墨烯自身的優(yōu)異性能可極大改善TiO2現(xiàn)存的問(wèn)題，因此二氧化鈦-石墨烯復(fù)合光催化劑的制備成為研究熱點(diǎn)。
　　本文以鈦酸四丁酯(TBT)以及由Hummers法合成的氧化石墨烯(GO)的固體和液體為前驅(qū)物，通過(guò)水熱法

2、制備了兩種二氧化鈦(TiO2)-石墨烯(RGO)復(fù)合光催化劑，分別記做TiO2-RGO和TiO2-RGO(1)。通過(guò)表征手段得知:兩種復(fù)合光催化劑的晶型主要是銳鈦礦;TiO2-RGO(1)復(fù)合光催化劑的禁帶寬度Eg=2.8eV，略低于TiO2-RGO的2.9eV;同時(shí)兩種復(fù)合光催化劑的比表面積均明顯高于單純二氧化鈦的比表面積（87.5193m2/g），但TiO2-RGO(1)的比表面積(154.6252m2/g)略高于TiO2-RGO體

3、系的(137.587m2/g)。研究結(jié)果顯示兩種復(fù)合光催化劑均比單獨(dú)TiO2光降解亞甲基藍(lán)(MB)的效率高，而且在不同的制備比例下，TiO2-RGO(1)的光催化效果均比TiO2-RGO好。這表明在催化劑制備過(guò)程中，液態(tài)的氧化石墨烯(GO)與TBT復(fù)合能表現(xiàn)出更強(qiáng)的光催化活性。
　　以TiO2-RGO(1)作為光催化劑，MB作為目標(biāo)污染物，詳細(xì)研究該光催化體系降解MB的效能;將TiO2-RGO(1)負(fù)載到聚丙烯(PP)上，進(jìn)一步探

4、討負(fù)載型催化劑的光催化效能。在探討TiO2與GO制備比例和溶液的初始pH等條件對(duì)復(fù)合材料光降解亞甲基藍(lán)(MB)的影響研究中，發(fā)現(xiàn)TiO2與GO的比例為1∶0.06時(shí)，光催化劑對(duì)MB的光降解效率最佳，其準(zhǔn)一級(jí)反應(yīng)速率常數(shù)比TiO2提高了近2倍;當(dāng)溶液pH由2上升至9.46時(shí)，體系對(duì)MB的光降解率由38％增加至78.7％，同時(shí)準(zhǔn)一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)速率常數(shù)k增加了3.7倍。當(dāng)負(fù)載型催化劑中載體與光催化劑的比例(PP∶M)為5∶5時(shí)，光降解MB的效