2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、光催化劑可以利用光能降解環(huán)境污染物,不僅起到了環(huán)境治理的作用,還可以節(jié)約能源。其中TiO2作為一種傳統(tǒng)的光催化材料,因其價廉、無毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點,受到廣大研究者的青睞。純相的TiO2只能吸收紫外光,不能利用可見光進(jìn)行光催化降解,使其應(yīng)用受到限制。研究者們對其進(jìn)行了改性研究,并取得了一定的成果,但還需要進(jìn)一步的完善,使其不僅性能優(yōu)異,而且更具有實際應(yīng)用價值。
  石墨烯材料,為二維的晶體材料,具有很多獨特的性質(zhì),利用其比表面積

2、大、優(yōu)良的導(dǎo)電性等特點,與TiO2復(fù)合在一起,有望顯著提高光催化劑的催化活性。因此,通過改進(jìn)的Hummers法,制備出了氧化石墨烯材料,加入到TiO2前驅(qū)體中,通過水解反應(yīng),制得TiO2與氧化石墨烯的復(fù)合材料,再經(jīng)過還原反應(yīng),得到了TiO2與石墨烯的復(fù)合材料。TiO2粉末相對光催化活性較高,但是其回收利用困難,采用共沉淀法制備CoFe2O4磁性粒子,并通過溶膠凝膠方法復(fù)合到TiO2中,利用其磁性,使得催化劑的回收利用更高效而便捷。為制備

3、出既具有較高的光催化活性,又便于回收利用的多功能型光催化劑,將CoFe2O4、石墨烯同時與TiO2復(fù)合在一起,制備出性能更好的新型光催化劑。對各種復(fù)合材料進(jìn)行了紅外、X射線衍射、X射線光電子能譜、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、紫外-可見漫反射等表征,對復(fù)合物的晶型、表面成鍵及表面形貌等有了深入的了解,并考察了實驗條件及其結(jié)構(gòu)對催化性能的影響,確定了各種復(fù)合材料的最佳制備條件。
  制備出的GO具有很多的極性含氧基團,使得其溶解性

4、極大增強,還原以后得到的石墨烯,為單層的片層結(jié)構(gòu),厚度為0.649nm,且GO和RGO均在可見光區(qū)有較強的吸收。
  水解法得到的不同質(zhì)量比的TiO2/GO和TiO2/RGO復(fù)合材料,其中的TiO2均為銳鈦礦晶型。TiO2顆粒沉積在GO和RGO的片層結(jié)構(gòu)上,研究表明,TiO2顆粒在成核的過程中,與羥基和羰基的結(jié)合活性較高,而與羧基的結(jié)合活性很低。復(fù)合物在紫外光區(qū)和可見光區(qū)均有較強的吸收,在可見光下,TiO2與GO及RGO的質(zhì)量比均

5、為1:0.15時,光催化活性最好,2h降解率分別達(dá)到了99%和97.4%,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單純的TiO2的36.8%,且復(fù)合催化劑具有較好的重復(fù)使用性能。
  溶膠凝膠法制得不同摩爾比的TiO2與CoFe2O4復(fù)合材料,分別經(jīng)過450℃、550℃、650℃煅燒,其中的TiO2仍保持原有的晶型,CoFe2O4為尖晶石晶型。復(fù)合材料均具有磁性,且隨著CoFe2O4含量的增加而增強。樣品表面呈不規(guī)則的形貌,CoFe2O4磁性粒子表面包覆著TiO

6、2。復(fù)合材料均在紫外光區(qū)和可見光區(qū)有較強的吸收。對其進(jìn)行了可見光催化降解實驗,綜合考慮磁性和催化活性,確定TiO2與CoFe2O4摩爾比為1:0.15,經(jīng)過450℃煅燒的樣品,催化性能最好,且實際利用價值較強。
  水解法制備出的不同質(zhì)量比的CoFe2O4/GO和TiO2/CoFe2O4/RGO復(fù)合材料,均具有較強的磁性,從而達(dá)到利用磁性對催化劑進(jìn)行回收利用的目的。其中TiO2為銳鈦礦晶型,CoFe2O4為尖晶石晶型,它們都沉積在

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