TiO2/石墨烯纳米复合材料的制备及催化降解VOCs研究

作者：刘科^*

来源：功能材料, 2021, 52(10): 10207-10211.

• TiO2
• 石墨烯
• 复合材料
• 催化降解
• VOCs

采用水热法制备了不同石墨烯含量(1%,2%,3%和4%)(质量分数)的TiO2/石墨烯纳米复合材料。通过XRD、SEM、UV-Vis、拉曼光谱和降解效率测试等,对复合材料的物相结构、微观形貌、光学活性、分子结构和催化降解性能等进行了表征。结果表明,4种TiO2/石墨烯纳米复合材料的衍射峰均为标准的锐钛矿型TiO2衍射峰,整体峰值较为尖锐,结晶度较高,随着石墨烯含量的增加,衍射峰的强度降低,峰面积减小,且TiO2的晶相含量减少;随着石墨烯含量的增加,复合材料中石墨烯的片层明显增多,附着在石墨烯表面上的TiO2颗粒显得分散,继续增加墨烯的含量,出现了部分团聚现象,TiO2的颗粒较少;掺入石墨烯后,所有复合材料在可见光区域的吸收强度都得到了明显的增强,从区域面积来看,石墨烯含量越多,复合材料的吸收强度增加得越多,并且在320 nm以上的吸收有红移现象;随着石墨烯含量的增加,复合材料中锐钛矿相TiO2的特征峰呈现出逐渐减弱的趋势;石墨烯的掺入可以显著提高复合材料的催化降解效率,当石墨烯的含量为3%(质量分数)时,复合材料在100 min时催化降解已经达到了平衡状态,降解效率最高达到91%,但当石墨烯的含量再升高时,复合材料对VOCs的催化降解效率出现了降低。

• 单位
  湖北文理学院; 电子工程学院