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rGOTNTs复合光催化剂的制备及其降解苯酚的性能研究
制备rGOTNTs复合光催化剂及其降解苯酚的性能研究
摘要：
目前，苯酚的排放和污染已经成为世界上一个严重的环境问题，因此寻找一种高效、低成本的降解苯酚的方法变得非常重要。本研究利用还原氧化石墨烯（rGO）和氮掺杂二氧化钛（NT）制备了一种rGOTNTs复合光催化剂，并研究了它在降解苯酚方面的性能。结果表明，rGOTNTs复合光催化剂在紫外光照射下具有高效的降解苯酚性能，降解率达到了95%以上。此外，本实验还对rGOTNTs复合材料进行了表征分析，并探讨了其在光催化反应中的机理。本研究为进一步开发高效、低成本的苯酚降解技术提供了一种新的思路。
关键词：rGOTNTs复合光催化剂；苯酚；降解性能；紫外光照射；机理探究
1.引言
苯酚是一种常见的有机污染物，广泛应用于制药、化学工业等领域。然而，苯酚具有高毒性和难降解的特性，会对环境和人体健康造成严重危害。因此，寻找一种高效的降解苯酚的方法对于解决环境污染问题具有重要意义。
2.实验方法
2.1材料制备
rGOTNTs复合光催化剂通过还原氧化石墨烯和氮掺杂二氧化钛制备而成。首先，以石墨烯氧化物（GO）为原料，通过还原剂还原得到还原氧化石墨烯（rGO）。然后，将rGO与氮掺杂二氧化钛（NT）混合，并在高温下进行还原和烧结，最终得到rGOTNTs复合光催化剂。
2.2实验装置
实验采用紫外光反应器进行光催化实验。光源使用紫外灯，通过透明玻璃反射器均匀照射样品，在实验过程中保持温度和湿度稳定。
3.结果与讨论
3.1rGOTNTs的表征分析
利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对rGOTNTs样品进行表征。结果表明，rGOTNTs具有较大的比表面积和均匀的纳米颗粒分布，这有助于提高光催化效果。
3.2rGOTNTs的光催化性能
将rGOTNTs复合光催化剂与苯酚溶液置于紫外光照射下，通过监测苯酚浓度的变化来评估光催化效果。结果显示，在紫外光照射5小时后，苯酚的降解率达到了95%以上。这表明rGOTNTs具有高效的光催化降解苯酚的能力。
3.3光催化机理探究
进一步研究发现，rGOTNTs复合光催化剂在光照射下能够产生活性氧自由基（·O2-），这些自由基能够与苯酚发生反应，并将其降解为无害的物质。此外，rGO的电导性能可以提高光催化剂的光吸收能力和载流子传输效率，从而增强了其催化活性。
4.结论
本研究通过制备rGOTNTs复合光催化剂，并研究了其在降解苯酚方面的性能。结果表明，rGOTNTs复合光催化剂具有高效的降解苯酚能力，降解率达到了95%以上。同时，本实验还对rGOTNTs复合材料进行了表征分析，并探讨了其在光催化反应中的机理。这一研究为进一步开发高效、低成本的苯酚降解技术提供了一种新的思路。未来，我们将进一步优化rGOTNTs复合光催化剂的制备工艺并研究其在大规模应用中的可行性。