碳基光催化材料的合成與表征.pdf

1、碳基光催化材料結(jié)構(gòu)性能多樣,研究它具有一定的科學(xué)理論價(jià)值。作為碳基光催化材料,石墨烯復(fù)合物光催化劑具有石墨烯特有的電子傳輸特點(diǎn),進(jìn)而改善石墨烯復(fù)合物光催化劑的導(dǎo)電性。石墨烯具有大的比表面積,使其負(fù)載光催化劑更具優(yōu)勢(shì)。石墨烯復(fù)合物使石墨烯通過(guò)摻雜進(jìn)行化學(xué)改性使納米帶的能隙變大,進(jìn)而增強(qiáng)復(fù)合物的物理化學(xué)性能。同時(shí),探究更為簡(jiǎn)單的方法制備氧化亞銅/活性炭光催化劑具有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。
　　本論文旨在研究碳基光催化材料的合成與表征,探尋

2、新的合成方法,并研究其內(nèi)部結(jié)構(gòu)。本文的制備方法操作簡(jiǎn)單,可以為類似的石墨烯復(fù)合物材料和氧化亞銅/活性炭光催化材料的制備提供借鑒和參考,具有實(shí)際意義。
　　綠色制備石墨烯及其復(fù)合材料和氧化亞銅/活性炭光催化材料是一重要的研究方向。本文探討了它們的制備方法和表征手段。采用三種不同的方法制備氧化石墨和石墨烯,并通過(guò)五種不同的方法合成了金-二氧化鈦/石墨烯復(fù)合物,并研究新型的室溫固相法合成氧化亞銅/活性炭負(fù)載型光催化劑,其方法具有操作簡(jiǎn)單

3、、環(huán)境友好的特點(diǎn)。并采用X-射線衍射、掃描電鏡、傅里葉紅外光譜等表征手段分析了石墨烯及其復(fù)合物和氧化亞銅/活性炭的成分和形態(tài)。采用改良的Hummers[36]氧化還原法制備氧化石墨,其反應(yīng)時(shí)間減少、反應(yīng)溫度降低,體現(xiàn)了簡(jiǎn)單綠色的化學(xué)特點(diǎn)。本文還研究了通過(guò)改良的水熱合成法合成金-二氧化鈦/石墨烯復(fù)合材料,其反應(yīng)時(shí)間減少、反應(yīng)溫度降低,該方法具有高負(fù)載量、穩(wěn)定性強(qiáng)、顆粒分散均勻等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),我們采用新型室溫固相法合成氧化亞銅/活性炭負(fù)載型光

4、催化劑,反應(yīng)溫度和時(shí)間縮短了,更加快速、簡(jiǎn)單、安全、低耗、價(jià)廉、環(huán)保,體現(xiàn)了綠色合成的特點(diǎn),為工業(yè)生產(chǎn)提供新方法。
　　本論文的工作及結(jié)論:
　　1、氧化石墨和石墨烯的制備及表征
　　采用Hummers氧化還原法,通過(guò)低溫插層、中溫氧化、高溫水解,成功制備出了氧化石墨烯納米片,后還原得到石墨烯納米顆粒。實(shí)驗(yàn)表明:有預(yù)氧化階段的制備方法制備出的氧化石墨和石墨烯更佳。
　　2、金-二氧化鈦/石墨烯的合成及表征

5、　　以鈦酸四丁酯為鈦源,通過(guò)改良的水熱合成法合成一系列的二氧化鈦-氧化石墨烯復(fù)合物,后與金源一步還原法合成金-二氧化鈦/石墨烯復(fù)合物光催化劑,通過(guò)掃描電鏡、紅外光譜和 X-射線衍射等表征手段分析并研究復(fù)合物的成分、結(jié)構(gòu)和形態(tài)。并探究了催化劑的負(fù)載量、所處酸堿度、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間等因素的對(duì)催化劑的影響。
　　3、氧化亞銅/活性炭室溫固相法的合成及表征
　　采用新型室溫固相法合成出不同負(fù)載量的氧化亞銅/活性炭光催化劑。室溫固相