新型石墨烯基固態(tài)光催化體系降解水中有機污染物的研究.pdf

1、隨著人們對能源危機和環(huán)境保護意識的增強，光催化降解有機物引起了研究者的廣泛關(guān)注。但就目前光催化材料而言，還存在著帶隙能過大、對可見光利用率低、光生電子-空穴對復合率高、催化劑易失活等問題。如何解決這些問題，提高催化劑的光催化活性便成為了目前亟待解決的問題。鑒于催化劑巨大的應用潛力和目前存在的不足，本實驗利用水熱/溶劑熱法制備了N-RGO/TiO2和CdS-RGO-BiVO4兩種光催化體系，對其制備的方法進行了研究，對其結(jié)構(gòu)和形貌進行了表

2、征，并通過在可見光下降解典型有機物實驗對所制備的催化劑進行了光催化性能方面的考察。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過水熱法制備了N-RGO-TiO2復合光催化材料，并通過XRD、TEM、SEM、XPS、拉曼等對所制備的復合光催化材料進行了表征，確定了其晶型和結(jié)構(gòu)特征。結(jié)果表明我們成功制備出了(001)暴露晶面的片狀二氧化鈦納米晶體并實現(xiàn)了與N-RGO的穩(wěn)定復合。⑵通過改變 N-RGO-TiO2復合光催化材料的 GO摻雜量、HF用量、

3、溶液pH等因素探討了各因素對光催化降解RhB的影響，并找出了各因素的最佳條件。所制備的N-RGO-TiO2復合光催化材料在GO摻雜量0.125％、pH=7、HF用量為5 mL時，在300 W氙燈(≥420 nm)光源照射下，90 min可將150 mL(20 mg·L-1)的RhB完全降解。⑶通過自由基捕獲實驗證明所合成的N-RGO-TiO2復合光催化材料光催化降解RhB的主要活性物質(zhì)為羥基自由基，且通過熒光實驗也證實，氧化石墨的加入使

4、得光催化過程中羥基自由基的含量增加，這也是光催化劑改性后光催化效果提高的主要原因。⑷通過多種方法制備出光催化效果優(yōu)良、方法簡單、重復性好的光系統(tǒng)Ⅰ和光系統(tǒng)Ⅱ，并以此為基礎(chǔ)采用多種方法進行了CdS-1% RGO-BiVO4 Z型光催化體系的制備，并通過在可見光下的光催化降解實驗對所制備的復合光催化材料進行了光催化活性的考察。實驗還采用XRD、SEM等表征手段對制備的光催化材料進行了形貌和結(jié)構(gòu)的表征。通過在可見光下的光催化降解實驗說明，實驗