【摘 要】
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石墨烯(Graphene，Gn)材料近几年来受到了国内外众多专家学者的研究与讨论。本文利用其独特的二维碳纳米结构和优异的吸附、导电等性能，将其与TiO2纳米颗粒复合制备新型光催化剂
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石墨烯(Graphene，Gn)材料近几年来受到了国内外众多专家学者的研究与讨论。本文利用其独特的二维碳纳米结构和优异的吸附、导电等性能，将其与TiO2纳米颗粒复合制备新型光催化剂，用于光催化降解客机机舱内O3，该研究具有一定的理论研究价值和实际应用前景。本研究采用改性Hummer法制备氧化石墨作为Gn前驱物，通过加入酞酸四丁酯以传统溶胶凝胶法将Gn与TiO2复合，并通过改变氧化石墨投加量制备出不同C/Ti比的TiO2-Gn复合材料。采用XRD、拉曼光谱、SEM、TEM等表征所制备材料的晶相组成及表面形貌，验证了所制备的复合光催化剂为片层态Gn为载体上附着以锐钛矿为主晶相的TiO2纳米颗粒材料。并用亚甲基蓝溶液分别试验了不同C/Ti比复合材料的吸附性能和光催化活性，并分析反应机理。选出光催化活性最高的含C量为1.5wt%的TiO2-Gn复合材料进行光催化降解O3研究。本研究选用光催化技术手段，自行设计搭建气相光催化反应器，对O3进行光催化降解实验研究。结果表明所制备的TiO2-Gn复合光催化材料对O3的降解性能显著优于纯TiO2，分别考察了反应时间和初始O3浓度对复合材料光催化降解活性的影响。在本实验条件下，O3浓度为0.150ppm-0.200ppm时，复合光催化剂受紫外光激发60min的光催化降解率为66.12%，初始O3浓度为0.950ppm-1.000ppm时，其光催化降解率约为77%，较低浓度时(0.100ppm-0.150ppm)，O3去除率也能达到45.45%。此外，本研究还探讨了光催化材料的重复使用性能，复合光催化剂重复使用4次，其对O3的光催化降解率仅下降2.53%。根据实验数据和结论，分析了TiO2-Gn复合光催化剂降解O3的反应机理。
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