石墨烯-pd-tio_2纳米薄膜材料制备及光电催化性能研究

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1、分类号学号学校代码密级專肀科技大寧博士学位论文石墨烯纳米薄膜材料制备及光电催化性能研究学位申请人：陶英光学科专业：材料物理与化学刘宏芳教授指导教师：付朝阳副教授答辩日期：年月日ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDoctorofPhilosophyinSciencePd-Ti02andGraphene-basedNanocompositeThinFilmanditsPhoto-electrochemica

2、lCatalysisPerformanceCandidate:AnhQuangDaoMajor:MaterialsPhysicsandChemistrySupervisor:Prof.HongfangLiuAssoc.Prof.ChaoyangFuHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan,Hubei430074，ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDoct

3、orofPhilosophyinSciencePd-Ti02andgraphene-basednanocompositethinfilmanditsphoto-electrochemicalcatalysisperformanceCandidate:AnhQuangDaoMajor:MaterialsPhysicsandChemistrySupervisor:Prof.HongfangLiuAssoc.Prof.ChaoyangFuHuazhongUniversityofScienceandTec

4、hnologyWuhan,Hubei430074，独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。文中除已经标明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。日期勿（对月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以

5、将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在—年解密后适用本授权书。本论文属于不保密口。请在以上方框内打々”）曰期月曰曰期扨辦月日华中科技大学博士学位论文摘要随着印染行业的快速发展，会促进大量染料应用到该行业中，进而产生大量的会严重破坏生态系统的有色工业废水。关于染料废水的处理方法已经有很多，如电化学、光化学、吸附或者这些方法的组合等。在这些处理方法中，电化学方法因其去除效率较高，处理费用也较低而受到了广泛关注。在电化学降解

6、污染物的过程中会产生次生反应，进而降低污染物的去除效率。另外，在大规模处理工艺中，能源节约问题也变的越来越重要。以太阳光为光源，光还原污染物被认为是一种相当绿色环保的技术。因此，本论文主要应用电化学、光化学以及光电化学技术来处理有机染料废水，这些方法高效、节能，同时也是一种绿色的废水处理技术。本文第一章主要综述了及其作为催化剂在环境处理中的潜在应用。另外也提到石墨烯作为一种具有吸引力的选择，可以在实验室和工业规模范围内提高光电催化效率。第二章主要介绍了本文所用的实验方法和步骤，包括实验药品，材料合

7、成方法，实验设计方案和分析方法等。第三章在可见光条件下，采用常用的化学品，通过经典的溶胶凝胶法合成了具有较高光催化效率的催化剂在此过程中还需要不断向溶液中通氩气鼓泡。另外，为了提高该复合催化剂的光催化活性，本实验还对的最佳掺杂量，的含量和最佳的煅烧温度进行了优化。结果表明，丁丨中掺杂的的质量分数为每掺杂的的量为煅烧温度为°时，该复合催化剂的光催化效率最高。本实验中运用和等表征方法来对该催化剂的纳米结构进行表征。结果表明，催化剂的平均微晶尺寸为，颗粒均勻的分散于催化剂表面，包裹的膜也清晰可见。作为一

8、种典型的有机染料，亚甲基蓝（被用于检测该催化剂对废水的处理能力。另外，本实验还比较研究了不同的催化剂对的催化性能。催化剂比和商用具有更高的光催化活性。此外，染料可以被完全还原，说明对的包裹明显提高了催化剂的光催化活性。在多次循环测试之后，该催化剂华中科技大学博士学位论文仍然具有较高的催化活性，表明具有较高的稳定性。因此，在废水处理领域具有较好的应用前景。然而，粉末催化剂面临着回收再利用的难题。因此，本文第四章利用溶胶凝胶涂层方法，在载玻片上合成了一种三明治型薄膜，研究了此薄膜催化剂