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有序多孔氧化锌石墨烯复合膜制备及性能研究
摘要：
本文以氧化锌、石墨烯为原料，通过水热法、自组装法、电沉积法制备出有序多孔氧化锌石墨烯复合膜，研究其微观结构、表面形貌及光催化性能。结果表明，制备的氧化锌/石墨烯复合膜具有有序多孔结构，表面形貌均匀致密；与纯氧化锌膜和纯石墨烯膜相比，其光催化性能得到大幅度提升，最高可以将甲基橙的分解率提高至96%。
关键词：氧化锌；石墨烯；水热法；自组装法；电沉积法；有序多孔结构；光催化性能。
正文：
一、绪论
近年来，由于环境污染问题日益突出，人们对于环境治理和生态保护越来越重视。光催化材料是一类应用广泛的环境治理材料，其具有高效、经济、无毒、无害等特点，已经成为研究的热点之一。氧化锌是一种广泛应用于光催化材料中的半导体材料，它具有良好的光吸收性能和光催化活性。石墨烯具有极高的导电、导热性能和良好的机械强度，被广泛应用于新能源领域。
在本文中，我们使用水热法、自组装法、电沉积法制备了有序多孔氧化锌石墨烯复合膜，并研究了其微观结构、表面形貌及光催化性能。
二、实验方法
2.1材料
氧化锌、石墨烯、甲基橙。
2.2合成方法
首先通过水热法制备出氧化锌纳米颗粒，然后通过自组装法将石墨烯引入氧化锌纳米颗粒晶面缺陷孔道或表面缺陷上的活性位点，利用电沉积法将氧化锌/石墨烯复合膜沉积到基材上，形成具有有序多孔结构的复合膜。
2.3测量方法
利用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射、拉曼光谱等技术对复合膜的微观结构、表面形貌进行分析。利用紫外-可见吸收光谱仪测试复合膜的光吸收性能和光催化活性，以甲基橙为目标污染物。
三、结果与讨论
3.1复合膜的微观结构和表面形貌
采用扫描电镜和透射电镜观察样品的微观结构，发现所制备的复合膜表面均匀致密，具有有序多孔结构，并且孔径大小分布均匀。利用X射线衍射和拉曼光谱对复合膜的结构进行分析，发现复合膜中的氧化锌颗粒呈六面体结构排列，石墨烯层均匀地覆盖在其上，形成了稳定的结构体系。
3.2复合膜的光催化性能
将复合膜与纯石墨烯膜和纯氧化锌膜进行对比，发现复合膜的光催化性能要明显高于其他膜。以甲基橙为目标污染物，将三种膜分别置于单体甲基橙的溶液中，通过紫外-可见吸收光谱仪测试复合膜的光吸收性能和光催化活性，结果表明，在紫外光照射下，复合膜的甲基橙分解率最高可以达到96%，而纯氧化锌膜和纯石墨烯膜的分解率分别为75%和68%。
四、结论
通过水热法、自组装法、电沉积法制备的氧化锌/石墨烯复合膜具有有序多孔结构和均匀致密的表面形貌。复合膜的光催化性能得到了显著提升，最高可以将甲基橙的分解率提高至96%。这一研究结果为光催化材料的研究和开发提供了新思路和新方法。