改性還原氧化石墨烯復合材料的制備及其光催化性能研究.pdf

1、2004年英國科學家Geim首次從石墨中成功剝出石墨烯（Graphene），其作為碳材料家族的重要一員，由sp2雜化的碳原子以單層原子組成的二維蜂窩狀結構，其厚度約為0.335nm，可以看作是被剝離的單原子層石墨。物質的結構決定其性質及應用，石墨烯這種特殊結構使得其具有優(yōu)良的電子遷移速率，高導電率，巨大的比表面積（理論計算石墨烯的比較面積可達2600m2g-1）等特性。光催化技術作為一門新興的環(huán)保技術，具有獨特的優(yōu)點，其操作過程簡單易行

2、，反應條件溫和，原料成本低，能有效降解水體中有機污染物且不產(chǎn)生二次污染，對高效光催化劑的研究受到越來越多的重視和關注。在環(huán)境保護以及能源等領域有廣泛潛在應用的基于石墨烯的納米復合材料光催化劑，其合成方法主要包括原位生長法、溶液混合法以及水熱法。本文基于改進的Hummers法將天然鱗片石墨制備成氧化石墨，之后采用水熱法合成了金屬Ce、非金屬N及半導體CuO摻雜的ZnO-RGO的復合材料，利用不同的測試手段對復合材料進行了表征分析，并對其光

3、催化活性能進行測試。
　　（1）以共沉淀焙燒法制得的Ce摻雜ZnO，采用水熱合成法制得還原氧化石墨烯rGO-Ce/ZnO復合材料，并對復合材料的形貌、晶型結構進行了分析，分析結果表明，氧化石墨烯在水熱反應過程中被還原成石墨烯，其作為電子受體和電子傳輸體，電子-空穴對的復合機率被降低，復合材料對染料的強吸附性能，對可見光的有較好的吸收等因素提高了光降解效果。
　?。?）以氧化石墨、尿素和ZnO為原料采用環(huán)境友好的一次水熱法制得

4、非金屬元素氮摻雜的rGO/ZnO復合材料，通過一系列的表征手段對復合材料形貌及結構的分析及復合材料對亞甲基藍的的光催化性能進行測試，實驗結果表明，與純氧化鋅（ZnO）和石墨烯/氧化鋅（rGO-ZnO）相比，NGZ光催化劑具有更好的光催化性能，以6W紫外燈為光源，60min對MB的除色率為99.98％，比純ZnO提高79.85%，良好的光催化活性不僅歸因于氮源和GO的加入擴展了ZnO的光響應范圍，還因為還原氧化石墨烯的優(yōu)異的導電性。