氧化锌/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能

印染废水具有色度深、毒性大和可生化性差等特点,在被排放到自然水体之前,对其进行有效的脱色和矿化处理是非常必要的.效率高、环境友好的半导体光催化技术被认为是一种治理环境污染的有效方式,而该技术的核心在于高效催化剂的设计.氧化锌(ZnO)是一种常用的半导体催化剂,但目前报道的ZnO存在比表面积小、催化效率欠佳等问题.通过水热法设计合成了ZnO/石墨烯(graphene)复合催化剂.石墨烯的引入有效促进了半导体光生电子的迁移和光生载流子的分离,使复合材料表现出增强的催化活性.此外,石墨烯作为吸附剂富集有机污染物分子,提高了光催化反应过程中的传质效率.在100 min的反应时间内,ZnO/Graphene复合物样品对于亚甲基蓝(methylene blue,MB)溶液的脱色率高达89.2%,优于纯相ZnO的59.0%.     

水热法合成F掺杂SnO_2/石墨烯复合材料及其光催化性能研究

采用水热合成法,合成得到F掺杂SnO_2/石墨烯复合材料,采用SEM、EDX和XRD等手段对产物进行表征。在可见光的照射下,研究其对罗丹明6G(R6G)的光催化降解效果。结果表明,F掺杂SnO_2/石墨烯复合材料可以在60 min将10 mg/L R6G溶液完全降解。     

TiO_2/氧化石墨烯复合材料的合成及光催化性能研究

以自制氧化石墨、钛酸丁酯为主要原料,用溶胶-凝胶法制备了TiO2/氧化石墨烯(TiO2/GO)复合材料,采用TEM、XRD对其进行表征。以活性艳红X-3B溶液为模拟废水,研究了该复合材料的光催化降解性能,考察了氧化石墨烯含量、染料初始浓度、催化剂用量等因素对其光催化降解率的影响。结果表明:氧化石墨烯片层上均匀负载着锐钛矿型的TiO2球形颗粒,粒径在10 nm左右;当TiO2/GO复合材料中加入的GO含量为100 mg时光催化活性最好,比相同条件下纯TiO2和TiO2与氧化石墨物理混合物的光催化活性有明显提高;相同条件下,降解率随溶液初始浓度的升高而降低,催化剂用量存在最佳值,100 mg/L的活性艳红X-3B溶液,催化剂用量的最佳值为0.8 g/L,反应60 min后其降解率可达96%。     

石墨烯/TiO_2复合材料的制备及其光催化性能的研究

利用超声法制备石墨烯/TiO_2光催化复合材料,通过XRD、SEM、紫外漫反射对合成的系列样品进行表征,结合光催化降解罗丹明B(RhB)实验得出最佳复合条件:复合比例为1∶40,超声时间为60 min,复合温度为200℃.通过5次重复利用实验得出石墨烯/纳米TiO_2复合材料具有可见光催化稳定性.通过对石墨烯/TiO_2光致发光光谱和不同捕获剂存在下石墨烯/TiO_2光催化降解染料实验的研究,表明在石墨烯/半导体氧化物可见光催化反应过程中·OH自由基起主要的光催化作用,空穴起辅助的催化作用.     

Shewanella oneidensis MR-1/还原氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化性能

利用异化金属还原菌Shewanella oneidensis MR-1还原氧化石墨烯,合成S.oneidensis MR-1/还原氧化石墨烯复合材料,通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱分析(XPS)对复合材料进行表征分析,同时研究该复合材料光催化降解结晶紫的催化效果.结果表明,棒状微生物的表面包裹着还原氧化石墨烯薄膜,从而形成复合材料.在厌氧条件下,可见光可以促进该复合材料对结晶紫的脱色效率;同时,在结晶紫降解过程中,提出了耦合还原氧化石墨烯的光催化作用和S.oneidensis MR-1生物降解作用的机理,为生物光催化降解体系的降解机理提供了新的见解.     

石墨烯/ZnO复合材料光催化降解亚甲基蓝性能研究

利用水热法将通过hummer法制备得到氧化石墨烯包覆Zn O纳米颗粒,得到石墨烯/Zn O复合材料(简称Zn O@GR).对复合材料的结构、形貌和光催化性能进行研究.在光催化降解亚甲基蓝(MB)的过程中,Zn O@GR展现出了好于纯Zn O粉末的光催化效果.这主要是由于Zn O与石墨烯复合之后,在紫外光的照射下,Zn O材料中产生的光生电子—空穴对中的电子迅速迁移到石墨烯材料中,大大降低了光生电子—空穴的复合几率,因而使复合材料的光催化降解性能提高.     

石墨烯及其复合材料光催化制氢研究新进展

随着经济的发展和人民生活水平的提高,环境污染与能源短缺问题日益严重,亟待解决.氢气作为一种清洁能源,由于其能量密度高,运输储存方便且产物不会造成环境污染,成为了公认的化石能源的良好替代品.通过光催化降解水,可以实现氢能源的无污染生产,这项技术正受到各国学者的高度关注.石墨烯在能量储存、液晶器件、电子器件、生物材料、传感材料和催化剂载体等领域都展现出了优良性能,尤其是其复合材料可作为光催化降解水的催化剂,具有十分广阔的应用前景,综述了近年来在光催化制氢领域的重要研究进展,并对光催化制氢的未来发展进行了展望.     

WO_3/TiO_2-rGO复合材料的制备及其光催化性能

以自制三氧化钨(WO_3)、氧化石墨烯(GO)为原料,钛酸四丁酯(TBT)为钛源,柠檬酸为水解抑制剂和表面活性剂,采用溶胶-凝胶法制备WO_3/TiO_2-GO,再通过硼氢化钠(NaBH4)还原得到WO_3/TiO_2-还原氧化石墨烯(WO_3/TiO_2-rGO)三元复合材料.通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)对样品进行分析表征;研究GO质量分数、热处理温度对复合材料结构和甲基橙降解效率的影响.结果表明:纳米WO_3/TiO_2粒子均匀分散于rGO表面;rGO的引入能够有效抑制TiO_2晶粒的长大;400、450℃热处理样品中TiO_2为锐钛矿相,随着热处理温度的升高,晶体结构由锐钛矿晶相向金红石晶相转变,同时微晶的颗粒尺寸增加,晶型转变温度约为500℃;当GO质量分数为10%时,450℃热处理的WO_3/TiO_2-rGO样品光催化降解甲基橙效率最高,可达95%以上.     

石墨烯/二氧化锰复合材料的制备及其电化学性能

通过水热法在160℃条件下成功制备了手风琴状石墨烯/MnO2复合材料.通过场发射扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、X射线能量色散谱、BET法以及拉曼光谱对材料进行表征.结果表明,手风琴状二氧化锰与层状石墨烯之间具有十分高效的贴合,这种创新性设计有效地利用了石墨烯的高电导率、大比表面积以及二氧化锰的优秀赝电容行为.电化学测试结果给出在0.2 A·g-1时,样品的比电容高达138 F·g-1,数倍增强于单独的二氧化锰或石墨烯样品.     

SnS2纳米片/氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化性能研究

为探讨SnS2纳米片/氧化石墨烯(GO)复合材料的光催化活性,采用液相氧化法制备GO,通过一步水热合成法,控制GO的含量和反应时间制备了一系列SnS2/GO复合材料.采用XRD,DRS,TEM,IR表征了制得的催化剂,研究了催化剂在可见光(λ ＞420 nm)下降解甲基橙的催化性能.结果表明:改变GO含量,SnS2六边形结构保持不变,SnS2/GO复合材料比纯的SnS2具有更高的光催化活性.当GO与SnS2质量比为5％,反应36 h催化效果较佳.     

Si/石墨烯复合材料的制备及其电化学性能

该文采用空气Mg_2Si的方法,在600℃反应10小时生成纳米多孔硅,然后在室温的条件下将合成的纳米硅与氧化石墨烯复合,经还原后得到Si/石墨烯复合材料.将合成Si/石墨烯复合材料作为锂离子负极材料研究其电化学性能.研究结果表明石墨烯的加入会使充放电比容量有所降低,但会使硅的循环稳定性增加.     

铁氧化物/石墨烯复合光催化材料的制备及其光催化性能研究

采用水热合成技术和原位调控技术,以富含羟基组分的甘油物质丙三醇作为催化剂的结构导向剂,可控合成高可见光活性的α-Fe2O3纳米粒子,并进一步制备出形貌结构可控的α-Fe2O3/石墨烯可见光复合催化剂.利用TEM、XPS、XRD等对复合材料进行表征,考察其在可见光条件下降解水中甲基橙(MO)的效能,并对光催化氧化机制进行初步探讨.结果显示,随着催化反应时间的增加,甲基橙的降解率不断增大.在溶液p H值为2、催化剂投加量为0. 1 g时,甲基橙降解率最高;无机盐离子对降解过程存在抑制作用,Na3PO4的抑制效果最显著.     

氧化石墨烯/铅复合材料的合成

石墨烯是最薄的二维材料,具有极大的比表面积,可以作为纳米颗粒的基底.将氧化石墨烯和金属纳米颗粒进行复合,发挥二者的协同作用,是一种拓展和增强这2种材料性能的优选方法.本文将乙酸铅引入分散在水中的氧化石墨烯体系,获得了负载铅纳米复合材料,发现在该体系中氧化石墨烯的还原性也得到了发挥.      

ZnO/g-C_3N_4复合材料的制备及其光催化性能研究

采用一步法成功制备了氧化锌/石墨相氮化碳(ZnO/g-C_3N_4)复合光催化材料,通过XRD,SEM,TEM,FT-IR和UV-vis DRS对所得样品的微观形貌和吸光特性进行了表征.结果表明,ZnO颗粒均匀分布在片状g-C_3N_4表面上,ZnO/g-C_3N_4最大光吸收边的位置相对于纯相ZnO发生了明显的红移.利用光催化降解甲基橙溶液评估了所得样品的光催化活性,发现ZnO/g-C_3N_4复合材料的光催化效率远高于纯相ZnO和纯相g-C_3N_4,分别达到ZnO的14倍和g-C_3N_4的9倍.复合材料光催化性能得以提升的主要原因有两点:复合样品材料具有比纯相ZnO更大的光吸收范围,提高了太阳光的利用率;ZnO纳米颗粒与g-C_3N_4紧密耦合形成的异质结构有效促进了光生电子-空穴对的分离.     

高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成

聚苯胺纳米纤维(PANI-F)与氧化石墨烯(GO)经组装后,进行水热反应,制备了PANI-F/rGO(还原的氧化石墨烯)复合材料.利用扫描电子显微镜(SEM),傅立叶红外光谱仪(FT-IR),X射线粉末衍射仪(XRD)对样品形貌和结构进行表征;同时,借助循环伏安(CV),恒电流充放电(GCD),交流阻抗(EIS)对样品的电化学性能进行了测试.结果表明:rGO均匀包裹在PANI-F表面,在1M H2SO4的电解液中,当电流密度为1A/g时,PANI-F比电容为378F/g,而PAGO10(PANI与GO的质量比为10∶1),比电容达517F/g;且当电流密度10 A/g时,PAGO10的比电容为356 F/g,而PANI-F的比电容仅为107F/g.     

C/Bi2 MoO6复合材料的合成及其可见光光催化性能研究

采取溶剂热法制备C/Bi_2MoO_6光催化复合材料,通过SEM、XRD和XPS等手段研究催化剂的形貌,晶相结构和元素组成等,并在可见光下进行RhB (罗丹明B, C_(28)H_(31)ClN_2O_3)以及BPA (双酚A,(CH_3)_2C(C_6H_4OH)_2)的降解试验.当C负载量为5%时,C/Bi_2MoO_6复合材料的光催化降解RhB具有最高的光催化活性,60 min内降解率达到93%,速率常数是纯Bi_2MoO_6的4.6倍.电阻抗和光致发光光谱结果表明,非金属C掺杂后的光催化剂促进了光生载流子的分离,有助于提高光催化性能.该催化剂经过5次循环实验之后,光催化活性损失较小,说明具有较高的稳定性.通过添加牺牲剂捕获不同的活性物质,证明了h~+为主要活性物种,并探索性地提出了相应的光催化机理.     

Ni/Fe-C_3N_4/Ag复合材料的制备及其光催化性能研究

以三聚氰胺、硝酸铁和硝酸镍为原料,一锅法制备了较高比表面积Ni/Fe-C_3N_4,用光照还原法在其表面原位沉积Ag,制得Ni/Fe-C_3N_4/Ag复合材料,并以甲基橙溶液作为目标污染物进行光催化实验.实验发现,与单一的g-C_3N_4相比,在掺杂Ni/Fe及原位负载银后,光催化性能明显提高,且Ni/Fe-C_3N_4/Ag的光催化效果最优.结果表明,Ni/Fe掺杂和纳米Ag沉积的协同作用,增强了Ni/Fe-C_3N_4/Ag的光吸收能力,促进了光生电子和空穴的有效分离,有效提高了复合材料的光催化性能.     

氧化石墨烯/聚乙烯醇复合材料的制备及其阻隔性能

以层状石墨为原料制备了氧化石墨烯(GO),将其引入到聚乙烯醇(PVA)基体中,得到GO/PVA复合材料。借助X射线衍射分析和差示扫描量热分析表征了复合材料的结晶性能,使用气体渗透测试仪分析了复合材料的氢气阻隔性能。分析结果表明:当GO质量分数低于0.5%时,片层结构的GO导致PVA的结晶度增加;当GO质量分数大于0.5%时,PVA的结晶度降低。复合材料的氢气阻隔性能受到GO添加量和PVA结晶度的协同影响。     

石墨烯/硅钨酸复合材料的制备及其催化性能

为有效应用环境友好型催化剂硅钨酸,克服硅钨酸比表面积小、易溶于水的缺点,以天然鳞片石墨为原料,采用Hummers法制备的石墨烯为载体,使用超声振荡法将硅钨酸负载在石墨烯上,并对石墨烯/硅钨酸复合材料进行XRD、SEM表征和催化性能分析.结果表明,石墨烯/硅钨酸复合材料对酯化反应合成乙酸乙酯具有较高的催化性能.该研究证实杂多酸催化剂固载化可使硅钨酸获得高的活性、选择性,提高了其催化应用价值.