tio2 (自动保存的)

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1、通过石墨烯原位杂化显著提高二氧化钛光催化降解亚甲基蓝摘要：石墨烯/TiO2光催化剂是通过在温和条件下原位石墨化的方法制备的。介绍了将石墨烯引入TiO2上能提高它的光催化能力。将石墨烯/TiO2与单层碳壳（0.468nm）结合的表现出最大的光催化活性，在紫外线的照射下，这时的催化活性比单纯的TiO2的催化活性高约2.5倍。这种光催化活性提高的机理是基于石墨烯和二氧化钛的协同作用。这种协同作用使光诱导产生的电荷的快速分离和降低了电子-空洞再结合的可能性，这使光氧化过程中参与的孔洞的数量增加和提高光催化活性。前言：在过去的十年间，光催化在污水处理方面得到极大的研究因

2、为它对所有污染物的降解能力和广泛的综合实用性。基于目前的研究，作为一个高效、无毒、光化学稳定性好、低成本的光催化剂二氧化钛对顽固的有机污染物的完全降解得到了深入的研究。然而，量子率低阻碍了这种技术的应用。因而几种有效的方法被应用改善二氧化钛的光催化过程，比如掺杂，与过渡金属的共沉积，两种半导体材料混合。通过上述几种方法可以部分改善二氧化钛的光催化活性，然而仍存在几个重要的问题。例如，掺杂物质的热不稳定性和迁移-再结合的可能性增加。非定域的共轭π键结构已经证明可以引起光诱导电荷的快速分离和在电子迁移过程中相对低的再结合性。我们课题组找到具有共轭π键的材料与半导体

3、材料杂化作为一种有效的光催化剂，比如C60，聚苯胺。石墨烯是一种二维的材料，可以单，双和几层（小于等于10）层组合在一起形成六元环结构。它吸引了大量的科学关注由于它在机械性，电学性能，热学性能和光学方面的突出表现。一些研究着重于以石墨烯为基的电容器，生物传感器，太阳能电池，液晶显示器方面。石墨烯具有共轭结构，与二氧化钛组合在一起可能是提高电子分离率在迁移过程中的一个理想系统。据我们所知，目前很少的研究是关于这个课题的。最近TiO2分散在石墨烯纳米层片中（从氧化石墨烯中还原合成）被报道能提高光催化活性，但是，石墨烯与半导体材料之间的机理仍然需要进一步的研究。我们

4、课题组发现把具有共轭π键结构的材料涂在TiO2表面可以明显的提高TiO2的光催化活性。目前的工作，我们找到一种温和的方法来在原位上合成石墨烯与TiO2（GT）光催化剂。三聚氰胺被用作碳源，它有六元环结构，N原子可以移除在N2的气氛下持续加热可以在二氧化钛表面形成石墨烯结构。这种在原位杂化的方法能在石墨烯与二氧化钛间形成一个更牢固的化学键。这种化学键可以为电子从TiO2到石墨烯的迁移提供一个好的空间条件通过界面，然后过的一个好的光催化活性。另外，我们已经进行了将TiO2用石墨烯层来改善用热液碳化和在800摄氏度石墨化过程，用葡萄糖在为起始原料。我们目前的工作这种

5、原位杂化的方法形成的石墨烯更加温和和可以得到一种更薄的炭层（石墨烯似的炭）。我们发现形成的这种光催化剂有一个最佳的光催化活性用单分子层的具有共轭π键的材料在我们先前的工作中。由于这种石墨烯有独一无二的和出色的的电子性能，GT光催化剂可以取得一个更高的催化活性。先前用单分子层制备的GT光催化剂（~0.468nm）表现出最高的光催化活性此时的是原始的TiO2（P25）的2.5倍用紫外线照射。TiO2和石墨烯之间的结构和它们之间相互作用的机理被系统的研究。2.实验2.1GT光催化剂的准备三聚氰胺是买自国药集团化学试剂有限公司；用于制备GT光催化剂的TiO2是买自德固

6、赛（P25粒径25nm,表面积50平方米/g）这个实验中所用的其他试剂都是分析纯，用之前没有进行进一步的纯化。GT光催化剂的标准制备过程如下：首先，一定量的三聚氰胺加入到甲醇，然后将烧杯放置在超声波清洗器中30分钟使三聚氰胺完全分散。然后二氧化钛粉末加入到上面的溶液中，在通风橱中搅拌24h。然后加甲醇蒸干，得到不透明的粉末。第二步，在管式炉中石墨化将粉末在550摄氏度N2中煅烧3h速率（60ml/min）。依据这种方法，合成不同的GT光催化剂质量比从百分之一到百分之十的。纯的石墨烯（有缺点的石墨烯）也制备用作对比。石墨烯根据文献从氧化石墨还原来制备。为了研究在

7、石墨烯的修饰之前和之后的光生电子的跃迁，TiO2和GT电极依据下面步骤制备：5mg预处理过的光催化剂悬浮在5ml的乙醇中得到悬浮液，然后涂在2x4的ITO玻璃电极上然后将电极放在紫外线灯下12h以消除乙醇，随后在200摄氏度N2气氛下煅烧30min（速率60ml/min）.将标准的三电池电极作为工作电极（与处理过的光催化剂），铂丝作为反电极标准甘汞电极（SCE）作为参比电极在光电研究中。0.1M的硫酸钠用作电解液。研究中所用到的电极具有同样的厚度（0.8-1μm）电位依据参比电极来定。2.2表征拉曼光谱是MicroscopicConfocalRamanSpec

8、trometer(Renishaw,R