納米Fe2O3可見光催化材料的石墨烯復(fù)合改性及機制研究.pdf

1、半導(dǎo)體光催化技術(shù)具有礦化度高，無二次污染等優(yōu)點，已被用于環(huán)境治理中。在太陽光譜中，可見光占44％，從而制備具有高可見光活性的光催化劑是實現(xiàn)光催化技術(shù)實用化的關(guān)鍵。Fe2O3是一種極具潛力的窄帶隙半導(dǎo)體光催化劑，但它存在光生電荷復(fù)合幾率高導(dǎo)致光催化活性差的問題。因此，提高Fe2O3光生載流子的分離效率對其實際應(yīng)用的意義重大。眾所周知，氧氣捕獲光生電子是光催化過程中的重要步驟，材料表面氧氣吸附量的提高會促進光生電荷的分離?；谝陨险{(diào)研，本論

2、文擬通過引入石墨烯的方法，提高Fe2O3光生電荷的空間分離效率。進一步對石墨烯進行磷酸功能化和N摻雜的方法改性，增強復(fù)合體的表面氧氣吸附量，進一步提高Fe2O3光生電荷的分離效率，并將對活性提高機制進行詳細(xì)分析。
　　利用濕化學(xué)法合成了石墨烯-Fe2O3和磷酸功能化石墨烯-Fe2O3納米復(fù)合光催化劑。結(jié)果表明，適量石墨烯的引入能夠提高Fe2O3的可見光催化活性，而磷酸功能化石墨烯的引入會使活性進一步提高。表面光電壓譜、氧氣程序升溫

3、脫附測試等結(jié)果表明，石墨烯或磷酸功能化石墨烯的引入，尤其是后者，能夠增加材料表面氧氣吸附量，促進氧氣捕獲光生電子，從而提高Fe2O3光生電荷的空間分離效率。
　　利用水熱法實現(xiàn)了N摻雜石墨烯的合成，進一步通過濕化學(xué)法制備了N摻雜石墨烯-Fe2O3納米復(fù)合光催化劑?；诜€(wěn)態(tài)光電壓譜、瞬態(tài)光電壓譜等結(jié)果，N摻雜石墨烯能夠進一步提高石墨烯-Fe2O3復(fù)合材料的光生電荷空間分離效率，從而表現(xiàn)出較高的光電化學(xué)分解水性能和可見光催化活性。XP