氮摻雜石墨烯-二氧化鈦雜化材料的制備及其光催化降解染料.pdf

1、近些年來(lái)，隨著社會(huì)工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，環(huán)境污染和能源匱乏問(wèn)題逐漸成為人們關(guān)注的重點(diǎn)。太陽(yáng)能具有可再生、清潔、廉價(jià)等優(yōu)點(diǎn)，因此，如何高效、快捷的利用太陽(yáng)能資源，成為人們亟需解決的問(wèn)題。半導(dǎo)體光催化降解技術(shù)就是利用太陽(yáng)能資源將環(huán)境中的有機(jī)污染物轉(zhuǎn)化為對(duì)環(huán)境無(wú)害的物質(zhì)，從而為我們提供一個(gè)綠色環(huán)保的生活空間。
　　 在半導(dǎo)體光催化劑中，二氧化鈦因其高效、無(wú)污染及價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用，但其作為光催化劑也存在一定的不足:1、TiO2帶

2、隙較寬(3.2eV)，只能吸收紫外光，對(duì)太陽(yáng)能的利用率較低;2、光催化過(guò)程中產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)容易復(fù)合，光生載流子的利用率較低。因此，只有對(duì)二氧化鈦進(jìn)行改性，才能使其光催化性能更加優(yōu)異。
　　 本論文的主要目的是針對(duì)二氧化鈦在光催化方面的不足對(duì)其性能進(jìn)行改性，以提高它的光催化活性。實(shí)驗(yàn)中，采用水熱合成法制備氮摻雜石墨烯/二氧化鈦(NGT)光催化劑，并用改性后的雜化材料降解染料曙紅，測(cè)試其性能。利用石墨烯和氮元素對(duì)二氧化鈦進(jìn)行改性

3、的原因是:石墨烯的電導(dǎo)率較高（15000cm2V-1s-1），能夠及時(shí)地將電子導(dǎo)出，從而降低了光生電子和空穴的復(fù)合幾率，且其比表面積很大，可以作為載體，很好的吸附光催化劑和染料分子;氮元素的摻雜可以將二氧化鈦的光吸收范圍拓寬至可見(jiàn)光區(qū)，進(jìn)而提高其光譜響應(yīng)范圍。
　　 采用XPS、TEM、UV-visDRS、XRD及TGA等對(duì)制備的光催化材料進(jìn)行表征。XPS結(jié)果表明，成功地制得了氮摻雜石墨烯(NG)和NGT，其中NG中氮元素含量為