資源描述：
《TiO2-石墨烯復(fù)合材料的制備及光催化性能研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號(hào)：密級(jí)：UDC：編號(hào)：河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文TiO2-石墨烯復(fù)合材料的制備及光催化性能研究論文作者：張娜學(xué)生類別：全日制學(xué)科門類：工學(xué)碩士學(xué)科專業(yè)：海洋化學(xué)工程與技術(shù)指導(dǎo)教師：陳建新職稱：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofMarineChemicalEngineeringandTechnologyRESEARCHONSYNTHESISANDPHOTOCATALYSISPERFORMANCEOFTITANIA-
2、GRAPHENECOMPOSITESbyZhangNaSupervisor:Prof.ChenJianxinMay2016河北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要TiO2納米光催化劑被廣泛應(yīng)用于污水處理、太陽能電池等領(lǐng)域，但TiO2單一材料存在兩個(gè)主要局限：其一，光催化活性只能在紫外光照射下激發(fā)，對(duì)可見光的利用率低；其二，光生電子和空穴的復(fù)合率高，量子效率低。開發(fā)具有較窄能帶寬度且可抑制光生電子-空穴復(fù)合的光催化劑具有重要意義。石墨烯材料是一種單原子二維片狀結(jié)構(gòu)的碳材料，具有優(yōu)良的光學(xué)性能，在光催化領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。本文為了提高T
3、iO2基材料的光催化效率，制備了具有不同結(jié)構(gòu)的TiO2-石墨烯復(fù)合材料。通過水熱合成法，制備了RGO負(fù)載的N-TiO2復(fù)合材料。以鈦酸丁酯（TBOT）和氧化石墨烯（GO）水溶液為原料，采用溶膠-凝膠法，在30℃下制備了穩(wěn)定性良好的N-TiO2納米粉體，進(jìn)而采用水熱合成法，制備了N-TiO2-RGO復(fù)合材料（N-TiO2/RGO）。利用該復(fù)合材料，在模擬可見光照射下降解甲基橙（MO）溶液，考察N-TiO2/RGO復(fù)合催化劑的光催化性能。結(jié)果表明，隨GO摻入量的增加，復(fù)合材料的光催化性能明顯提高，30min內(nèi)對(duì)MO的降解率可達(dá)9
4、5%以上。該催化劑還可用于處理亞甲基藍(lán)（MB），羅丹明B（RhB）等其他染料。此外，為便于回收和重復(fù)利用，在上述制備方法基礎(chǔ)上，利用水熱法在GO表面負(fù)載磁性Fe3O4顆粒，考察了不同F(xiàn)e3O4含量對(duì)光催化性能的影響及重復(fù)使用效果。通過化學(xué)縮合法和水熱法，制備了實(shí)心TiO2/GO復(fù)合材料。以異丙醇鈦（TPT）為原料，采用改進(jìn)的溶膠-凝膠法制備了粒徑均一的TiO2微球；隨后在TiO2微球表面修飾-NH2以利于和GO表面的-COOH生成-CONH-，達(dá)到在TiO2表面成功包覆GO；最后通過水熱法，將TiO2轉(zhuǎn)變?yōu)殇J鈦礦型，GO被還
5、原為還原型氧化石墨烯（RGO）。利用該復(fù)合材料，在模擬可見光照射下降解甲基橙（MO）溶液，考察TiO2/GO復(fù)合催化劑的光催化性能。結(jié)果表明，光照30min內(nèi)TiO2/GO復(fù)合材料對(duì)MO的降解率可達(dá)98%以上，同時(shí)，對(duì)MB和RhB也具有良好的降解性能。通過水熱合成法和化學(xué)縮合法，制備了空心TiO2/GO（H-TiO2/GO）光催化劑。以C球?yàn)槟０?，水熱合成法制備了具有?殼結(jié)構(gòu)的C@TiO2復(fù)合材料，經(jīng)煅燒后得到空心TiO2微球，進(jìn)而以此空心TiO2為基礎(chǔ)，合成了空心TiO2/GO復(fù)合材料。利用該復(fù)合材料，在模擬可見光照射下
6、降解甲基橙（MO）溶液，考察空心TiO2/GO復(fù)合催化劑的光催化性能及水熱反應(yīng)時(shí)間和復(fù)合比對(duì)光催化性能的影響。結(jié)果表明，該催化劑對(duì)染料降解效果良好。關(guān)鍵字：TiO2氧化石墨烯可見光光催化染料ITiO2-石墨烯復(fù)合材料的制備及其光催化性能研究ABSTRACTTiO2nanoparticlesarewidelyappliedinthefieldofsewagetreatment,solarcellandothers.However,therearetwodrawbacksofthismaterial.First,itsphoto
7、catalyticactivitycanonlybemotivatedundertheultravioletlight,sothattheutilizationrateofvisiblelightislow.Second,thehighrecombinationrateofphotogeneratedelectronsandholesleadtothelowphotocatalyticefficiency.Thus,it’surgenttosynthesizeakindofphotocatalystthathaveanarr
8、owenergy-bandwidthandcansuppresstherecombinationofgeneratedelectrons-holes.Grapheneisakindof2Dstructurematerialwithoneatomicsheet,itsuniqueoptica
