石墨烯/纳米TiO₂复合材料的制备及光催化还原性能

来源：复合材料学报杂志2016年第1期北京时间：

作者：黄冬根, 莫壮洪, 全水清, 杨天资, 刘章斌, 刘苗,

摘要：为探索超声辅助下利用紫外光及耦合热还原工艺制备RGO/纳米TiO₂复合材料的方法,并对其在缺氧水体中的光催化还原特性进行研究,首先,以鳞片石墨为原料,采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯(GO),进而通过超声/紫外光还原工艺制备了还原氧化石墨烯(RGO);然后,以钛酸丁脂和RGO为前驱物,采用溶胶-凝胶法并在氮气保护下高温加热制备了RGO/纳米TiO₂复合光催化材料;接着,利用FTIR、XRD、BET及紫外-可见光谱等对RGO/纳米TiO₂复合材料进行了结构性能表征;最后,以2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)为探针物,研究了RGO/纳米TiO₂在缺氧水体中的光催化特性与2,4-D降解机制。结果表明:采用低温氧化Hummers法制备的GO六碳环上生成的活性基团较少,采用超声/紫外光还原工艺及耦合高温热还原工艺可使环状结构得到良好的修复;所制备的RGO/纳米TiO₂复合材料具有良好的2,4-D降解能力,在缺氧状态下,2,4-D主要发生光催化还原反应,脱除苯环上的氯,产生氯酚、邻苯三酚及间苯三酚等中间产物,部分2,4-D被氧化降解生成CO₂和H₂O。制备的RGO/纳米TiO₂复合材料具有良好的光催化还原性能。

关键词：石墨烯, 超声/紫外光还原, TiO₂, 复合材料, 光催化还原,