石墨烯-鈦氧化物復(fù)合光催化劑的合成及其光催化性能的研究.pdf

1、隨著社會和經(jīng)濟的快速發(fā)展，環(huán)境污染和能源危機無不威脅著人類的健康與社會的可持續(xù)發(fā)展。其中工業(yè)廢水的大量排放及化石能源燃燒后產(chǎn)生的CO2，尤為引人關(guān)注。自1972年，F(xiàn)ujishima和Honda等首次發(fā)現(xiàn)以TiO2為電極材料，在紫外光照下能催化分解水制氫以來，人們便開始研究半導(dǎo)體光催化劑在環(huán)境治理及解決能源問題所發(fā)揮的作用。盡管已有很多關(guān)于半導(dǎo)體光催化劑在有機污染物降解及CO2還原的報道，但是至今沒有關(guān)于將光催化氧化及光催化還原兩者技術(shù)

2、進行耦合，即實現(xiàn)有機污染物的降解去除及同步資源化的報道。為了能從根本上解決環(huán)境問題，我們急需尋求一種技術(shù)，這種技術(shù)既能有效地將水中的有機污染物徹底降解，又能將其降解的最終產(chǎn)物CO2轉(zhuǎn)化為清潔、有用的化工產(chǎn)品，如甲烷、甲醇及乙醇等，真正變廢為寶?；诖耍诒菊撐闹形覀冎饕芯苛藃GO/SrTi1-xFexO3-δ和GQDs/V-TiO2復(fù)合半導(dǎo)體光催化劑對有機污染物的降解去除并同步實現(xiàn)CO2資源化的性能研究。
　　我們通過溶膠凝膠法

3、和水熱法合成了石墨烯負載鐵摻雜鈦酸鍶復(fù)合光催化劑材料rGO/SrTi0.95Fe0.05O3-δ。實驗結(jié)果表明，石墨烯的負載和鐵的摻雜對SrTiO3光催化劑的活性有很大的改善。其中1％rGO/SrTi0.95Fe0.05O3-δ光催化劑的催化活性最好，在紫外-可見下其對RhB降解去除率可達90%，生成CH3OH和C2H5OH的速率分別是10.76和6.14μmol·g-1·h-1，其相對應(yīng)的量子產(chǎn)率為1.53%。
　　石墨烯量子點

4、即是較小的石墨烯碎片，其不僅具有易合成，良好的光吸收以及光電特性，而且還具有良好的電子傳輸和上轉(zhuǎn)換性能，基于此我們將石墨烯量子點引入到釩摻雜的介孔二氧化鈦納米微球的表面，以期提高太陽光的利用率及有效提高光生電子和空穴的分離。實驗結(jié)果表明，我們成功合成了GQDs/V-TiO2復(fù)合光催化劑，石墨烯量子點的引入有效提高了光催化劑的催化活性，當石墨烯量在電的負載量為5%是效果最佳即5%GQDs/V-TiO2其產(chǎn)生CH3OH和C2H5OH的速率分