TiO2/石墨烯夹层结构复合材料的制备及光催化性能

摘要：

以氧化石墨烯(GO)、1,12-二氨基十二烷(C12H28N2)、TiO2溶胶为原料,通过预插层-离子交换-煅烧法制备TiO2/石墨烯夹层结构纳米复合材料.采用XRD、Raman、FTIR、TEM、TG、UV-Vis和PL对TiO2/石墨烯夹层结构纳米复合材料进行表征,并研究不同TiO2含量的TiO2/石墨烯纳米复合材料对环丙沙星(CIP)的光催化降解性能.在煅烧过程中,TiO2的晶化和GO的还原同时进行.根据XRD和FTIR结果推断,TiO2纳米颗粒在石墨烯层间原位生成,并通过化学键固定在石墨烯上,形成了石墨烯/TiO2/石墨烯夹层结构.当TiO2的质量分数为65.5wt％时,TiO2/石墨烯复合材料表现出对环丙沙星最佳的光催化活性,150 min光照后降解率为90％高于纯TiO2(28％、150 min).这主要是特殊的夹层结构增强了光生电子-空穴分离.在光催化降解CIP的过程中,光生空穴和超氧自由基是主要的活性物质.此外,TiO2/石墨烯纳米复合材料具有较好的光稳定性和结构稳定性,在环境净化方面具有潜在的应用前景.

关键词：TiO2;石墨烯;夹层结构;复合材料;光催化

所属期刊栏目：39

分类号：O643(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：河北省教育厅青年基金;河北省自然科学基金

在线出版日期：2022-02-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：656-663