石墨烯-二氧化鈦納米管催化劑的合成及光催化性能研究.pdf

1、隨著全球工業(yè)化進程速度的加快,環(huán)境問題日益凸顯出來,尤其是水污染問題尤為嚴(yán)重,二氧化鈦是一種性能優(yōu)異的半導(dǎo)體光催化劑,但是目前所制備二氧化鈦納米顆粒比表面積小,在可見光區(qū),光響應(yīng)較弱。嚴(yán)重限制了其在實際生產(chǎn)生活中的應(yīng)用。因此,如何增大其比表面積,阻止粒子之間的團聚,大幅度降低電子-空穴對的復(fù)合率,使二氧化鈦的吸收光區(qū)向較大波長方向移動,這些都成為了二氧化鈦在光催化領(lǐng)域?qū)嶋H生產(chǎn)應(yīng)用中的所要克服的壁壘。由于新興材料石墨烯具有獨特的電學(xué)和光學(xué)

2、性質(zhì),比表面積大等優(yōu)點,為解決上述問題提供了可能。
　　本文首先以二氧化鈦納米顆粒(P25)為前驅(qū)體,采用水熱法,在濃堿的條件下制備鈦酸鹽納米管,并采用不同的溫度對其煅燒處理最終獲得一系列的二氧化鈦納米管。在此基礎(chǔ)上,引入石墨烯,采用水熱法制備石墨烯-二氧化鈦納米管復(fù)合催化劑,并添加十二烷基苯磺酸鈉作為表面活性劑,用以增加反應(yīng)物之間的相容性。制備復(fù)合催化劑的前驅(qū)體一共采取了三種組合方式,1)二氧化鈦納米顆粒和氧化石墨;2)二氧化鈦

3、納米管和氧化石墨;3)二氧化鈦納米顆粒與石墨烯;在三種組合方式中,都加入氫氧化鈉使其反應(yīng)處在濃堿溶液條件下,其中氫氧化鈉起的主要作用是使二氧化鈦顆粒改變本身形貌轉(zhuǎn)變?yōu)槎趸伡{米管,也能同時還原氧化石墨使之轉(zhuǎn)變?yōu)槭?。采用最佳前?qū)體組合方式制備不同比例復(fù)合催化劑。
　　對其在不同溫度條件下煅燒所制備的二氧化鈦納米管、三種不同前驅(qū)體組合方式以及采用最佳復(fù)合方式制備不同比例的復(fù)合催化劑,我們采用傅里葉變換紅外光譜、X-射線衍射、氮氣