石墨烯基復(fù)合物修飾二氧化鈦納米管陣列與應(yīng)用.pdf

1、光催化降解水中污染物是解決環(huán)境污染的有效方法之一,二氧化鈦?zhàn)鳛橐环N最具潛力的光催化劑,因其禁帶較寬且光生載流子復(fù)合率高而難以實(shí)現(xiàn)廣泛的應(yīng)用。本研究成功實(shí)現(xiàn)了對二氧化鈦納米管陣列(TiO2NTs)的改性,將具有較強(qiáng)電子轉(zhuǎn)移與儲存能力的石墨烯作為光生電子的載體,從而有效抑制光生電子-空穴的復(fù)合。同時研究了金屬、半導(dǎo)體對石墨烯基二氧化鈦的進(jìn)一步改性,更有效地提高了復(fù)合材料的光催化活性。具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)銀/石墨烯-二氧化鈦體

2、系:在TiO2NTs表面原位電沉積制備高質(zhì)量的石墨烯薄膜(RGO),再通過光還原制備銀納米粒子(AgNPs)從而獲得三元復(fù)合材料。結(jié)果表明:與未修飾或單一修飾的TiO2NTS相比,Ag/RGO-TiO2的光吸收帶明顯發(fā)生紅移且吸收強(qiáng)度增大,而光電流和光催化效率都是最高的。在160min后Ag/RGO-TiO2對2,4-D的去除效率為96.3%,分別是未修飾TiO2NTs、Ag-TiO2NTs及RGO-TiO2NTS的11.3、4.5和3

3、.3倍。
　　(2)金/石墨烯-二氧化鈦體系:采用循環(huán)伏安法在TiO2NTS表面共沉積Au和RGO,獲得Au納米顆粒與RGO薄膜相間分布的層狀結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明所制備的復(fù)合材料光催化能力最高,在120min內(nèi)對Cr(VI)去除效率達(dá)79%(未修飾的TiO2NTS僅為40%)。而當(dāng)進(jìn)一步采用共同降解的方法同時光催化2,4-D和Cr(VI)時,在相同時間內(nèi)幾乎能實(shí)現(xiàn)對Cr(VI)的完全還原。
　　(3)硫化鎘/石墨烯-二氧化鈦體系: