【摘 要】
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TiO2作为一种环保廉价的半导体材料,在降解水中有机污染物和空气净化等领域具有重要的应用价值。针对TiO2比表面积小、粒子团聚、光生电子-空穴的复合机率大等缺点,本文开展
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TiO2作为一种环保廉价的半导体材料,在降解水中有机污染物和空气净化等领域具有重要的应用价值。针对TiO2比表面积小、粒子团聚、光生电子-空穴的复合机率大等缺点,本文开展了多形貌二氧化钛/石墨烯复合粉体的制备及其光催化性能的研究。为此,采用改进的Hummers法以天然鳞片石墨为原料制备氧化石墨（GO）,采用水热法、溶剂热法以氧化石墨（GO）和二氧化钛纳米粒子（P25）为原料制备多形貌复合粉体,通过X-射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、拉曼光谱、傅里叶变换红外光谱、比表面积测试、紫外可见吸收光谱等手段对其晶体结构、形貌、官能团、比表面积等进行分析表征。采用亚甲基蓝（MB）作为目标污染物,研究了不同形貌TiO2/石墨烯复合粉体的光催化性能,分析了影响光催化效率的因素,探讨了复合粉体的光催化机制。研究表明:（1）利用水热法和溶剂热法可实现二氧化钛在石墨烯上的负载,通过控制水热反应温度、溶剂体积比、氢氧化钠用量等反应条件可以调整二氧化钛的形貌,获得多形貌纳米二氧化钛（纳米线、纳米棒、纳米片、纳米带）与石墨烯的复合光催化剂。（2）二氧化钛/石墨烯复合光催化剂的光催化性能与石墨烯的用量与二氧化钛的形貌相关,分别在二氧化钛纳米线/石墨烯为1:3和二氧化钛形貌为纳米棒时获得了光催化效率较高的复合粉体。（3）复合粉体的吸附性能及石墨烯的协同作用是提高二氧化钛/石墨烯复合光催化剂的主要因素,在水热反应温度为180 ℃,1.73 mol/L Na OH,H2O/C2H5OH为15:50的反应条件下制备出二氧化钛纳米棒/石墨烯复合粉体的光降解率高达90%。
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