摘要：以硫酸鈦為原料，采用共沉淀法，制備了一系列納米二氧化鈦復(fù)合石墨烯催化劑，采用XRD和FTIR對(duì)樣品進(jìn)行表征。通過紫外光照射亞甲基藍(lán)溶液光催化降解實(shí)驗(yàn)，研究石墨烯的加入量對(duì)TiO2光催化性能的影響，結(jié)果表明，TiO2-GO-5具有最佳的光催化性能。在pH=6.00、TiO2-GO-5的投加量為0.070 g/50 mL、光照3 h條件下，100 mg/L亞甲基藍(lán)溶液的脫色率達(dá)到最大值為90.52%。

染料廢水由于具有濃度高、色度大、成分復(fù)雜、毒性大、可生化性差等特點(diǎn)，歷來就是工業(yè)廢水處理的難點(diǎn)之一。染料的分子結(jié)構(gòu)中含不飽和基團(tuán)—N=N—、>O=O<、—N=O等發(fā)色體，光化學(xué)氧化產(chǎn)生的.OH能夠有效破壞共扼體系結(jié)構(gòu)，使之變成無色的有機(jī)分子，并迸一步礦化為H2O、CO2和其他無機(jī)物質(zhì)，因此光催化氧化法越來越受到人們的關(guān)注，其中納米TiO2能夠有效地降解許多結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的生物難以降解的有機(jī)污染物，同時(shí)它又具有穩(wěn)定性強(qiáng)、節(jié)能高效、無二次污染的優(yōu)點(diǎn)。但是納米TiO2也存在分散性能差、量子效率偏低的缺點(diǎn)。因此，通過對(duì)納米TiO2進(jìn)行復(fù)合的方法，提高催化劑的分散性，并提高催化活性是目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。

石墨烯是由單層碳原子六方緊密堆積而成的理想二維晶體，具有高比表面積，對(duì)有機(jī)物具有良好的吸附效果。Zhang H.等利用機(jī)械攪拌法合成了P25-GO，熱還原處理后得到P25-石墨烯復(fù)合光催化劑，結(jié)果表明，該復(fù)合光催化劑在紫外光和可見光下降解亞甲基藍(lán)的速率較P25均有大幅度提高，說明石墨烯的引入不僅提高了吸附性能，還拓展了可見光響應(yīng)范圍，能夠有效分離光生電子和空穴。

耿靜漪等利用溶膠-凝膠法原位制備了二氧化鈦-石墨烯光催化劑，結(jié)果表明，該復(fù)合催化劑在紫外光下降解羅丹明B和亞甲基藍(lán)的速率較純TiO2有明顯提高。張瓊等采用氧化石墨和硫酸鈦?zhàn)鳛榉磻?yīng)物，在低溫下（<100攝氏度）制備得到了一種具有層狀結(jié)構(gòu)的光催化材料TiO2-Graphene Oxide插層復(fù)合材料，這種復(fù)合材料對(duì)甲基橙的光降解率明顯優(yōu)于P25。以上研究表明，石墨烯和納米二氧化鈦復(fù)合有望解決納米TiO2分散性能差、量子效率偏低的缺點(diǎn)，是一種很有潛力的光催化劑載體。

本研究合成了一種納米二氧化鈦復(fù)合石墨烯的催化劑，通過XRD、FTIR對(duì)該催化劑進(jìn)行表征，通過其對(duì)亞甲基藍(lán)染料廢水的光催化降解能力來評(píng)價(jià)其光催化性能。

1實(shí)驗(yàn)部分

1.1實(shí)驗(yàn)儀器

電子天平LA-204，JJ-1精密增力電動(dòng)攪拌器，飛鴿TGL-16C離心機(jī)，HH-S數(shù)顯恒溫水浴鍋，紫外可見分光度計(jì)UV759S，自制光反應(yīng)裝置（紫外燈30W，主譜線253.7nm）。所用玻璃器皿在試用前均用超聲波清洗，并用蒸餾水沖洗數(shù)次。具體參見http://szhmdq.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

1.2主要實(shí)驗(yàn)藥品

石墨、30%雙氧水、硝酸鈉、高錳酸鉀、硫酸鈦、硫酸、氫氧化鈉，亞甲基藍(lán)。試劑均為分析純。

1.3復(fù)合催化劑的制備

1.3.1氧化石墨的制備

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