石墨烯基復(fù)合材料的制備及其光催化與吸附性能研究.pdf

1、近年來，環(huán)境污染問題已經(jīng)成為了人類必須面對的主要問題。如何高效解決水污染問題已經(jīng)引起了人們廣泛的關(guān)注。迄今為止，人類已經(jīng)采用了很多先進(jìn)的技術(shù)用來處理污水中的有機(jī)染料和重金屬離子，比如共沉淀，電滲析，絮凝，離子交換，反滲透和吸附等。在這些方法當(dāng)中，光催化和吸附是最有效的方法，因?yàn)檫@兩種方法易于操作，成本低，效益高，并且能夠廣泛使用。石墨烯基材料作為一種新型的復(fù)合材料，因具有表面積大，電子傳輸性能優(yōu)異、綠色廉價等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣大科研工作者們

2、的青睞，被廣泛應(yīng)用于光催化降解和吸附等領(lǐng)域?；诖耍疚氖紫戎苽涞玫綆€基乙胺修飾的氧化石墨烯(GO-SH)，然后在GO-SH表面負(fù)載上Fe3O4納米粒子得到磁性的GO-SH/Fe3O4材料，并研究了GO-SH/Fe3O4吸附水溶液中Ag+的性能;采用一步水熱法制備摻雜不同比例二硫化鉬(MoS2)的MoS2-RGO復(fù)合水凝膠，重點(diǎn)研究了MoS2-RGO復(fù)合水凝膠對有機(jī)染料亞甲基藍(lán)(MB)的光催化降解性能，并且也進(jìn)行了部分電化學(xué)性能的研究;

3、采用一步水熱法將GO溶液，MoS2溶液和殼聚糖(CS)溶液一步制得GO-MoS2-CS復(fù)合水凝膠，研究了該復(fù)合水凝膠對MB的吸附性能。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用改進(jìn)的Hummers法合成了GO，然后用巰基乙胺和石墨烯上的羧基進(jìn)行反應(yīng)，得到GO-SH。用共沉淀法在GO-SH表面負(fù)載上Fe3O4納米粒子。通過FT-IR、TGA、TEM和XPS等測試方法對GO-SH/Fe3O4復(fù)合材料進(jìn)行了表征。最后，研究了GO-SH/Fe3O4

4、吸附Ag+的性能。結(jié)果表明GO-SH對Ag+的平衡吸附量為68.2 mg·g-1，而未改性的GO對Ag+的平衡吸附量為40.3mg·g-1。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，GO-SH對Ag+的吸附效果比GO對Ag+的吸附效果好。而且，GO-SH/Fe3O4復(fù)合材料具有良好的超順磁性，這表明GO-SH/Fe3O4吸附劑可以很方便的進(jìn)行回收處理。⑵采用氧化還原法制備得到GO，用鋰離子插層法制備得到片層的MoS2。采用一步水熱法制備摻雜不同比例的MoS2-RG

5、O復(fù)合水凝膠。重點(diǎn)研究了MoS2-RGO復(fù)合水凝膠對MB的光催化降解性能，并且也進(jìn)行了部分電化學(xué)性能的研究。結(jié)果表明MoS2和GO在水凝膠中分散的很好。MoS2-GO復(fù)合水凝膠對MB溶液具有很好的光催化降解性能(60 min降解率達(dá)到99％)。這是因?yàn)镸oS2的引入提高了光生電子的數(shù)量;石墨烯作為一個優(yōu)良的導(dǎo)體，可以及時地轉(zhuǎn)移走光催化過程中的光生電子，使得光生電子-空穴對重新復(fù)合的幾率大大降低了。⑶制備出片層的GO和MoS2。然后采用一

6、步水熱法將GO溶液，MoS2溶液和CS溶液一步制得GO-MoS2-CS復(fù)合水凝膠，并用FT-IR、SEM、TGA和XRD等對其進(jìn)行了表征。研究了該復(fù)合水凝膠對MB溶液的吸附性能，結(jié)果表明GO-MoS2和GO-MoS2-CS復(fù)合水凝膠對MB的平衡吸附量分別為136.01 mg/g和206.16 mg/g。這說明GO-MoS2-CS復(fù)合水凝膠對MB具有更好的吸附性能。經(jīng)過兩次循環(huán)之后，GO-MoS2-CS復(fù)合水凝膠對MB的吸附量仍能達(dá)到初始