基于石墨烯納米光催化復合材料的制備與性能研究.pdf

1、納米材料被認為是“二十一世紀最有前途的材料”。石墨烯是一種由單層碳原子緊密排列成的二維蜂窩狀晶格結(jié)構(gòu)的納米材料，由于它具有特殊的納米結(jié)構(gòu)以及優(yōu)異的性能，基于石墨烯的復合材料已在電子學、光學、磁學、生物醫(yī)學、催化等諸多領域顯示出了巨大的應用潛能。光催化技術具有工藝簡單，能耗低，操作條件容易控制和降解徹底的特點，被認為是具有良好發(fā)展前景的環(huán)保新技術。本論文以光催化劑/石墨烯納米復合材料為研究對象，通過不同的復合工藝，制備了三種石墨烯納米復合

2、材料，并對其形成機理、物理化學性能特別是光催化性能進行了全面深入的研究，主要包含以下幾個方面工作：
　　 (1)以天然鱗片石墨為原料，采用Hummers法制備氧化石墨，并用熱剝離成石墨烯，或者利用超聲波分散剝離為氧化石墨烯，再化學還原成石墨烯。采用SEM、TEM、HRTEM、XRD和Raman系統(tǒng)考察石墨烯的形貌和結(jié)構(gòu)等性能。
　　 (2)以石墨烯為基體，鈦酸四丁酯為鈦源，首先采用溶膠-水熱法制備了二氧化鈦/石墨烯納米復

3、合材料。利用XRD、SEM、TEM和Raman對二氧化鈦/石墨烯納米復合材料的晶體結(jié)構(gòu)、顆粒形貌和化學組成進行了表征，結(jié)果顯示合成的二氧化鈦納米晶為銳鈦礦結(jié)構(gòu)，結(jié)晶狀況良好，二氧化鈦和石墨烯復合效果較好。研究了納米晶體的光催化性能，結(jié)果表明二氧化鈦/石墨烯催化性能較高。
　　 (3)以氧化石墨烯為基體，醋酸鋅為鋅源，采用溶膠法制備了氧化鋅/石墨烯納米復合材料。利用XRD、SEM、TEM和Raman對納米復合材料的晶體結(jié)構(gòu)、顆粒形

4、貌進行了表征。結(jié)果顯示合成的氧化鋅納米晶為六邊纖鋅礦結(jié)構(gòu)，且是單晶結(jié)構(gòu)，氧化鋅和石墨烯復合效果比較理想。并研究了其光催化性能，結(jié)果表明石墨烯/氧化鋅有較高的催化效率，測定了復合材料的熒光效應，討論了石墨烯/氧化鋅催化效率提高的機理。
　　 (4)以氧化石墨烯為基體，醋酸鎘為鎘源，硫脲為硫源，采用溶膠法制備了硫化鎘/石墨烯納米復合材料。利用XRD、SEM、TEM和Raman對納米復合材料的晶體結(jié)構(gòu)、顆粒形貌進行了表征。結(jié)果顯示合成