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石墨烯是2004年被发现的一类由单层碳原子紧密堆积成的新型碳基材料,具有二维蜂窝状晶格结构[1],近年来受到研究者的极大关注并被广泛研究。由于石墨烯中的碳原子以sp2杂化,一般呈平面二维结构[2],其优越的成膜性能使之在膜材料领域具有潜在的应用。同时,由于具有非常优越的电子传输能力,石墨烯在光催化领域也受到了越来越多的关注。本论文中,我们将综合利用石墨烯成膜性及光催化增强性能,制备了基于石墨烯的复合膜材料,并研究这些膜在废水处理领域的应用。主要内容如下:(1)我们利用氧化石墨烯片作为载体,负载TiO2纳米粒子,形成氧化石墨烯-TiO2复合片。经过重新组装形成氧化石墨烯-TiO2复合膜。由于氧化石墨烯片之间插入纳米粒子,所获得复合膜中的特殊二维通道变大,提高了复合膜的渗透性能。负载纳米粒子的量可以通过改变氧化石墨烯和Ti盐的量来调整,随着TiO2用量的加大,膜的渗透性越好。由于Ti02的结晶度不高,复合膜本身的光催化性能不好,我们通过简单的过滤方法在氧化石墨烯-TiO2复合膜上固定上一层光催化剂(P25),形成多层结构的滤膜。在光照条件下,被截留的染料分子可以很快分解,使滤膜拥有自我清洁的功能。(2)石墨烯不仅可以经过组装形成石墨烯滤膜,也可以作为一种膜的填充剂。我们将Ti02纳米线组装成具有较大孔径的滤膜,在其中添加一定比例的氧化石墨烯,氧化石墨烯片可以相对均匀的分散在滤膜中。经过还原获得被还原的氧化石墨烯。由于石墨烯片的存在,TiO2纳米线所组装成的膜中,孔被石墨烯片部分堵住。同时,由于石墨烯的添加,使得滤膜的吸附性变强,随着石墨烯量的增加,滤膜对直接黄染料的吸附能力逐渐增强。TNW-G复合物在紫外光照射下,对直接黄染料溶液具有一定的光降解能力。