磁性GraphenE-TiO2復(fù)合光催化劑的制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、有機染料是紡織與印染行業(yè)的必需品，大部分染料具有毒性大、難降解、可生化性差等特點。當染料廢水進入環(huán)境系統(tǒng)后，會對水質(zhì)、土壤、動植物和人類生存等造成不同程度的危害和破壞。因此，如何解決染料廢水的處理問題日益受到人們的關(guān)注與重視。光催化氧化技術(shù)作為一種新興的污染物處理技術(shù)，在光照及催化劑的作用下使有機污染物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將有機污染物最終礦化為水和二氧化碳。光催化氧化技術(shù)具有反應(yīng)條件溫和，無二次污染等特點，在污水處理領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景

2、。半導(dǎo)體TiO2作為一種常用光催化劑，具有廉價易得、化學(xué)穩(wěn)定性好、無二次污染、反應(yīng)條件溫和等特點，但是也存在對自然太陽光利用率低、光生電子與空穴易于復(fù)合、對有機污染物吸附性差且使用過程中難以分離回收等缺陷，從而制約了其在水處理領(lǐng)域中的廣泛使用。本文基于石墨烯具有大比表面積、強電子轉(zhuǎn)移能力和Fe3O4具有磁響應(yīng)的特點，將Fe3O4包裹到TiO2顆粒中得到具有核-殼結(jié)構(gòu)的Fe3O4-TiO2粒子，然后將其負載到石墨烯表面，制備出具有可見光響

3、應(yīng)、高吸附性和催化活性的磁性Graphene-TiO2復(fù)合光催化劑。在此基礎(chǔ)上，將其用于處理有機染料廢水，研究了復(fù)合光催化劑對有機染料廢水的降解行為。本論文主要包括以下研究內(nèi)容:
　　(1)首先采用Hummers氧化法制備出氧化石墨烯，然后經(jīng)硼氫化鈉還原得到石墨烯。在此基礎(chǔ)上，利用水熱法合成出石墨烯-TiO2(RGO-TiO2)復(fù)合光催化劑。通過FT-IR、XRD、SEM、UV-vis/DRS、TGA、等電點測試等分析方法對所制備

4、的RGO-TiO2復(fù)合光催化劑進行了表征。
　　(2)以氙燈為光源，羅丹明B為目標污染物，對RGO-TiO2復(fù)合光催化劑催化降解羅丹明B進行了研究?？疾炝薘GO-TiO2復(fù)合光催化劑對羅丹明B的吸附性能以及原料RGO-TiO2的質(zhì)量比、溶液pH值、溶液初始濃度、催化劑用量等因素對催化劑光催化降解效率的影響。結(jié)果顯示，在最佳制備和降解條件下，RGO-TiO2復(fù)合光催化劑對羅丹明B的吸附和光降解效率優(yōu)于純TiO2樣品。光催化降解反應(yīng)符

5、合準一級反應(yīng)動力學(xué)方程。此外，該復(fù)合光催化劑具有較好的循環(huán)使用性。
　　(3)首先利用酸溶膠法合成出具有磁響應(yīng)和核-殼結(jié)構(gòu)的Fe3O4-TiO2光催化劑粒子。在此基礎(chǔ)上，采用水熱法將Fe3O4-TiO2粒子與石墨烯復(fù)合，制備出磁性RGO-Fe3O4-TiO2復(fù)合光催化劑。通過FT-IR、XRD、TEM、UV-vis/DRS、Ms、TGA等分析測試方法對其進行了表征。
　　(4)以氙燈為光源，亞甲基藍為目標污染物，對RGO-F