石墨烯和聚吡咯對TiO2的改性及性能研究.pdf

1、TiO2是一種非常優(yōu)秀的半導體光催化劑,在太陽能光降解水和水處理等諸多領域有著巨大的應用前景。但是TiO2的禁帶較寬,對太陽能的利用效率低以及光生電子和空穴容易復合等缺點,極大地限制了其在光催化方面的應用。為了能提高 TiO2的光催化性能,本文首先采用水熱法一和水熱法二分別制備了TiO2/石墨烯(TiO2/RGO)復合物,然后用原位化學氧化聚合法制備了 TiO2/石墨烯/聚吡咯(TiO2/RGO/PPy)復合物。采用傅里葉變換紅外光譜、

2、拉曼光譜、X-射線衍射、熱重分析、紫外-可見漫反射光譜、掃描電鏡、透射電鏡等測試方法對制備的復合物進行了表征,并以甲基橙(MO)作為目標降解物,研究了不同條件下制備的復合物在可見光下的光催化活性。
　　以異丙醇作為還原劑,分別用HCl和HNO3調(diào)節(jié)酸度,采用水熱法一在不同條件(酸度、反應時間、質(zhì)量比)下制備了TiO2/RGO復合物。以乙醇作為還原劑,采用水熱法二制備了不同質(zhì)量比的 TiO2/RGO復合物。研究表明,在TiO2/RG

3、O復合物中,TiO2以銳鈦礦相存在,分散在 RGO片層上,且與 RGO之間形成了Ti-O-C鍵;復合物在可見光區(qū)吸收增強,且發(fā)生明顯紅移;采用水熱法二制備的質(zhì)量比為1:0.07的 TiO2/RGO復合物禁帶寬度減小最多,減小到2.48eV。光催化實驗表明,將 RGO引入 TiO2以后,TiO2的光催化性能明顯提高,可見光下對甲基橙2h的降解率為83.33％。
　　分別用FeCl3和過硫酸銨(APS)作為氧化劑,采用原位化學氧化聚合

4、法制備了不同質(zhì)量比的TiO2/RGO/PPy復合物。研究表明,在TiO2/RGO/PPy復合物中, TiO2以銳鈦礦相存在,且被 PPy所包覆,分散在 RGO片層上;復合物在可見光區(qū)吸收增強,且發(fā)生明顯紅移;采用 APS作為氧化劑制備的質(zhì)量比為1:0.07:0.07的 TiO2/RGO/PPy復合物禁帶寬度減小最多,減小到2.00eV。光催化實驗表明,將PPy與TiO2/RGO復合以后,TiO2的光催化性能進一步提高,可見光下對甲基橙2