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纳米二氧化钛(Ti02)作为一种无毒无害、廉价易得且光催化性能稳定的环境友好型半导体材料,在环境污染治理方面受到广泛关注,特别是在治理含盐量高、流动性强的海洋污染方面拥有较大优势。但在实际应用中,尽管TiO2拥有诸多优点,本身的缺陷仍然限制了 TiO2大规模投入使用。TiO2只能被占太阳光5%的紫外光(波长小于380 nm)激发,且光生载流子复合率较高。因此,改善Ti02的性质,提升其可见光利用率和抑制光生电子-空穴复合至关重要。本文主要以钛酸四丁酯、氧化石墨烯和无水乙醇为原料,采用吸附相反应技术和溶剂热法两步制备了具有弱可见光响应的RGO-TiO2复合光催化剂,并通过离子掺杂对其改性。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)一系列表征手段对制备的复合光催化剂进行表征。在海水体系中以苯酚为目标污染物,10 W LED灯为光源,测试复合光催化剂的光催化性能。论文主要研究内容如下:(1)以氧化石墨烯(GO)、钛酸四丁酯以及无水乙醇为原料,采用吸附相反应技术和溶剂热法两步制备了还原氧化石墨烯(RGO)-TiO2复合光催化剂。通过研究不同溶剂热温度对复合材料结构和可见光催化性能的影响,确定了制备样品的最佳溶剂热温度为160℃。该条件下制备的RGO-TiO2复合光催化剂在可见光照射300 min后对苯酚的降解率达到42.7%。(2)为提高复合样品的可见光催化性能,在此基础上对RGO-TiO2复合光催化剂进行镧离子(La3+)掺杂,研究不同La3+掺杂量对复合材料结构和光催化活性的影响。实验结果表明,La3+掺杂后引起了 Ti02晶格畸变,形成了 Ti-O-La键并且产生了 Ti3+和氧空穴分别作为电子和光子的捕获中心,降低了光生电子-空穴的复合率从而提升了复合光催化剂活性。La3+掺杂量为0.05%时复合光催化剂活性最强,可见光照射300 min后对苯酚的去除率达到83.3%,约为RGO-TiO2的两倍。(3)为了进一步研究离子掺杂对RGO-TiO2复合光催化剂的影响,分别对其进行镱(Yb3+)、铈(Ce3+)两种稀土金属离子掺杂,铟(In3+)、铁(Fe3+)、铜(Cu2+)、镉(Cd2+)四种金属离子掺杂。研究不同种类、不同离子半径和不同离子掺杂量对复合光催化剂的结构和光催化活性的影响。实验结果表明,适量的金属离子掺杂能够引起Ti02晶格畸变,产生Ti3+和杂质缺陷,从而降低电子-空穴复合率,提升其可见光催化性能。不同离子掺杂的复合光催化剂活性大小顺序为Cd2+>In3+>Cu2+>La3+>Ce3+>Fe3+>Yb3+,与复合光催化剂中Ti3+含量的顺序基本吻合。其中,当Cd2+的掺杂量为0.05%时复合光催化剂的可见光催化活性最高,对苯酚的总降解率可达92.5%。(4)将溶剂热还原所用溶剂改为乙二醇,研究不同热还原处理溶剂对离子掺杂复合光催化剂结构和可见光催化性能的影响。乙二醇作为还原剂,对TiO2结晶过程的控制能力弱于乙醇,不同离子掺杂的复合光催化剂活性大小顺序为Cu2+>Cd2+>La3+>Fe3+>In3+>Ce3+>Yb3+,乙二醇热还原制备的复合光催化剂活性均大于乙醇热还原所制备的样品。