二氧化鈦-石墨烯復合催化劑制備及其光降解亞甲基藍的效能研究.pdf

1、二氧化鈦(TiO2)光催化技術因光催化效率高、不會產(chǎn)生再次污染以及礦化程度高等優(yōu)點，被廣泛的應用和研究。但TiO2富集能力弱，催化劑粉末難以回收重復利用，以及自身的光生空穴-電子的復合等問題嚴重削弱了二氧化鈦光催化的能力。石墨烯自身的優(yōu)異性能可極大改善TiO2現(xiàn)存的問題，因此二氧化鈦-石墨烯復合光催化劑的制備成為研究熱點。
　　本文以鈦酸四丁酯(TBT)以及由Hummers法合成的氧化石墨烯(GO)的固體和液體為前驅物，通過水熱法

2、制備了兩種二氧化鈦(TiO2)-石墨烯(RGO)復合光催化劑，分別記做TiO2-RGO和TiO2-RGO(1)。通過表征手段得知:兩種復合光催化劑的晶型主要是銳鈦礦;TiO2-RGO(1)復合光催化劑的禁帶寬度Eg=2.8eV，略低于TiO2-RGO的2.9eV;同時兩種復合光催化劑的比表面積均明顯高于單純二氧化鈦的比表面積（87.5193m2/g），但TiO2-RGO(1)的比表面積(154.6252m2/g)略高于TiO2-RGO體

3、系的(137.587m2/g)。研究結果顯示兩種復合光催化劑均比單獨TiO2光降解亞甲基藍(MB)的效率高，而且在不同的制備比例下，TiO2-RGO(1)的光催化效果均比TiO2-RGO好。這表明在催化劑制備過程中，液態(tài)的氧化石墨烯(GO)與TBT復合能表現(xiàn)出更強的光催化活性。
　　以TiO2-RGO(1)作為光催化劑，MB作為目標污染物，詳細研究該光催化體系降解MB的效能;將TiO2-RGO(1)負載到聚丙烯(PP)上，進一步探

4、討負載型催化劑的光催化效能。在探討TiO2與GO制備比例和溶液的初始pH等條件對復合材料光降解亞甲基藍(MB)的影響研究中，發(fā)現(xiàn)TiO2與GO的比例為1∶0.06時，光催化劑對MB的光降解效率最佳，其準一級反應速率常數(shù)比TiO2提高了近2倍;當溶液pH由2上升至9.46時，體系對MB的光降解率由38％增加至78.7％，同時準一級動力學反應速率常數(shù)k增加了3.7倍。當負載型催化劑中載體與光催化劑的比例(PP∶M)為5∶5時，光降解MB的效