石墨烯復合材料的構筑及其對泰樂菌素光解特性.pdf

1、隨著抗生素在人獸疾病預防以及畜牧養(yǎng)殖上的廣泛應用，環(huán)境中抗生素殘留量也逐漸增大，這將直接或間接的對人類的生命健康和生態(tài)環(huán)境產生不利的影響。光催化降解作為環(huán)境中抗生素主要的去除途徑而被國內外學者廣泛關注。石墨烯具有較大的比表面積和較高的電子遷移率，所以被廣泛應用于催化領域，目前石墨烯經常被用來改性單一的半導體催化劑，從而提高復合物的光催化性能。本文分別制備了多種石墨烯基復合材料，通過SEM（掃描電鏡）、TEM（透射電子顯微鏡）、FTIR（

2、傅里葉變換紅外光譜）、XRD（X射線衍射）等多種表征手段觀察其表面形態(tài)，結構等，同時對其在可見光的條件下對泰樂菌素(TYL)光催化降解性能進行了探討，主要內容如下:
　　(1)氧化石墨烯(GO)的制備方法為改進的Hummers法。以石墨粉為實驗原料，以濃H2SO4、 H3PO4和KMnO4為氧化劑，通過化學氧化的方法制得氧化石墨烯。通過SEM、XRD、FTIR等表征手段可以得出，氧化石墨烯由單層或多層重疊的層狀結構組成，且表面出現

3、褶皺結構，在氧化石墨烯表面可以發(fā)現親水性的-COOH、-OH、C-OH、C=O、C-O-C等含氧官能團這使得氧化石墨烯具有較好的親水性。在可見光照射的條件下，氧化石墨烯對泰樂菌素有一定的光降解特性，并且光降解機理可能是由氧化石墨烯表面官能團共價鍵斷裂從而產生自由基所致。
　　(2)分別通過水熱法和原位生長法兩種方法制備針鐵礦/石墨烯的復合材料。通過SEM、XRD、FTIR等表征手段可以看出，呈細針狀的針鐵礦均勻負載與石墨烯表面，這

4、說明本實驗成功的制備出了針鐵礦/石墨烯復合物;同時發(fā)現，石墨烯表面的含氧基團有一定量的減少，這說明氧化石墨烯被還原為石墨烯。分別對兩種制備方法所得的針鐵礦/石墨烯復合物進行光降解泰樂菌素的實驗，研究結果表明，負載針鐵礦后，復合物的光催化性能有明顯的提高，且原位生長法制備所得復合物的催化性能優(yōu)于水熱法。通過分析針鐵礦/石墨烯復合物的光催化結果可以得出，在該反應體系中，光激發(fā)產生了具有強氧化性的羥基自由基(·OH)，從而將泰樂菌素氧化為低污

5、染或無污染的最終產物。
　　(3)利用水熱法，以Bi(NO3)3·5H2O和Na2WO4·2H2O為原料制備鎢酸鉍;再利用水熱法將Bi2WO6負載于石墨烯上，制備出Bi2WO6/GO復合物，并利用光還原法將Ag負載于Bi2WO6/GO上制備出Ag/Bi2WO6/GO三相復合物。利用SEM、XRD、FTIR、AFM等手段對制備的復合物進行表征分析可得，鎢酸鉍在掃描電鏡下呈花球狀，鎢酸鉍與銀均均勻的負載于石墨烯上，這說明鎢酸鉍及其與石