石墨烯基二氧化钛纳米复合材料的制备与光催化性能研究.docx

石墨烯基二氧化钛纳米复合材料的制备与光催化性能研究
引言
石墨烯是一种具有单层结构的碳原子薄层，具有良好的导电性、热稳定性和机械性能。二氧化钛是一种常用的催化剂，在光催化降解有机污染物方面具有广泛的应用。石墨烯和二氧化钛纳米复合材料因其优异的物理化学性质，受到了广泛关注。本文主要研究了石墨烯基二氧化钛纳米复合材料的制备方法和光催化性能。
石墨烯基二氧化钛纳米复合材料的制备方法
石墨烯基二氧化钛纳米复合材料制备方法根据制备程序的不同可以分为物理法、化学法和结构可控法。
物理法：物理法的制备流程简单，但不能控制复合材料的形貌和结构。最常用的物理法是将石墨烯分散在二氧化钛溶液中，并通过超声波处理使其分散更加均匀，然后将溶液离心脱水干燥即可制备得到石墨烯基二氧化钛复合材料。
化学法：化学法制备的复合材料可以控制复合材料的形貌和结构。其中，最常用的是水热法和溶胶凝胶法。水热法是将二氧化钛溶液和石墨烯氧化物混合后，在高温高压条件下反应，形成石墨烯基二氧化钛纳米复合材料。溶胶凝胶法是利用溶胶沉淀、干燥和高温烧结等工艺步骤制备复合材料。
结构可控法：结构可控法可以进一步控制复合材料的结构和性能。例如，采用层层组装、光化学还原和原位聚合等技术，可以得到具有不同结构和性能的石墨烯基二氧化钛复合材料。
石墨烯基二氧化钛纳米复合材料的光催化性能
石墨烯基二氧化钛纳米复合材料具有良好的光催化性能，可以在可见光区域内吸收光线，并促进有机污染物的降解。其光催化性能与结构有关，如复合材料的结晶度、晶体尺寸、表面积等都会影响催化活性。同时，光催化降解机理也是影响催化性能的因素之一。
目前，石墨烯基二氧化钛纳米复合材料的光催化性能主要通过酸橙黄降解实验进行测定。实验结果表明，与单独的二氧化钛相比，石墨烯基二氧化钛复合材料具有更高的光催化活性，可以更快地降解有机污染物。
总结
本文主要研究了石墨烯基二氧化钛纳米复合材料的制备方法和光催化性能。石墨烯基二氧化钛复合材料采用化学法制备，可以控制其形貌和结构，从而获得更好的催化性能。光催化降解实验证明，石墨烯基二氧化钛复合材料具有更高的光催化活性，显示出广阔的应用前景。未来，可以进一步探究其制备工艺和光催化机理，以实现更好的性能和应用价值。