银-氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化性能研究.pdf

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1、银一氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化性能研究锁宝姚远张文妍徐逞烽郝凌云(金陵科技学院，江苏南京211000)摘要：本文主要围绕A胞Go复合材料的制备、表征及光催化性能展开分析本文利用水热法制备了Ag@Go纳米复合材料，并利用紫外一可见分光光度计fuv—vis)、傅立叶变换红外光谱(FT—IR)、扫描电镜(sEM)和透射电镜(TEM)对制备的Ag@Go复合材料进行了分析表征，同时还测试了制备的Ag@Go复合材料对罗丹明的光催化性能，探讨了Ag@Go纳米复合材料的光催化机理关键词：Ag@Go复合材料；制

2、备及表征；光催化性能在纳米材料的研究中，贵金属(尤其是Ag和Au)因其在光、电、催化等方面表现出完全不同于其它材料的特性而成为众多领域的研究对象。纳米银因其良好的导电性、化学稳定性、低生物毒性和亮丽的色彩在化学催化、能源、印刷、电子和生物等领域有着广阔的应用前景⋯”l。石墨烯具有优异的电学、光学及力学性能，此外石墨烯还有很多特殊的物理性能，如零质量狄拉克一费米行为，室温量子霍尔效应等”l。氧化石墨烯(G0)具有和石墨烯基本一样的平面二维结构，只是在表面含有丰富的一0H、C=0、一0一等基团，边缘含有一

3、c00H和一c0H基团。这些含氧基团使氧化石墨烯具有亲水性和可修饰性，有利于制备氧化石墨烯基复合材料”1。贵金属纳米颗粒(NMNPs)的催化、光、电和磁等性能不仅取决于金属的种类，还显著依赖于其形貌、尺寸和聚集状态等。NMNPs在热力学上是不稳定的，容易团聚，或发生奥斯特瓦尔德熟化(0swal(Jripening)长大，严重影响其催化和光、电、磁等特性，极大地限制了其实际应用。此外，由于金属纳米粒子表面活性高，易团聚，而且在空气中易被氧化，也大大限制了其使用性能和应用范围。将纳米Ag固定在G0表面不仅

4、可以有效解决其稳定性问题，而且通过与G0的协同作用，Ag@G0复合体系可以产生新的特性，使Ag@G0复合材料的应用领域得到更好的拓展”1。1实验试剂及仪器氧化石墨烯(1mg／m1)、硝酸银(AR)、聚乙烯吡咯烷酮(AR)、葡萄糖(AR)、氨水(AR)、无水乙醇、蒸馏水、罗丹明溶液(10—5mol，L)使用BJ3一Tu—1810APc型紫外可见分光光度计、NIc0LETISl0型傅立叶转换红外光谱仪、JsM一6380LV型扫描电子显微镜和JEM一2100型透射电子显微镜等表征了复合材料的形貌和140e托

5、，彳理2015年5月结构。2Ag@Go复合材料的制备与表征2．1Ag@GO复合材料的制备取0．4mg，ml的硝酸银溶液lon·l，向其中逐滴加入氨水形成银氨溶液，然后在搅拌的条件下向银氨溶液中依次加入0．5mgPVP和4mg葡萄糖，溶解并搅拌均匀，再将混合溶液缓慢加入到10mlG0溶液(1mg／m1)中得到反应液。将反应液转入不锈钢高压反应釜中，在140’c的恒温条件下反应10h，自然冷却至室温后用无水乙醇和蒸馏水分别离心洗涤3次，将沉淀于50”c真空烘箱中干燥12h得到Ag@G0复合材料干燥样品。2

6、_2Ag@GO复合材料的表征2．2．1UV—vis分析图2．1GO@Ag复合材料uV—vis图图2．2GO@Ag复合材料FT—IR图实验制备的G0@Ag复合材料在419nm左右出现了明显的紫外吸收峰，说明水热法制备的G0@Ag复合材料中生成了直径较小的纳米Ag颗粒。212．2FT—IR分析G0含有大量的羟基、羧基等基团，所以3433c佃。处的吸收峰为一0H的伸缩振动峰，1633cm“处的谱带为一0H的弯曲振动峰。此外，对于G0，1745和1043cm“的吸收峰可以分别认为是羧基中C=0的伸缩振动和环氧

7、中的c一0振动。2932cm“处的吸收峰为脂肪链上CH：的c—H伸缩振动峰，1455cm“和1382cm“处的吸收带归属于c—H弯曲振动。以上分析表明样品中含有脂肪链，PVP和葡萄糖的水溶性较强，在样品洗涤过程中，简单共混在样品中的PVP和葡萄糖会被洗去而得不到其红外特征谱。由此可知．PVP和纳米银不是简单混合，而是和纳米银的表面发生了较强的吸附作用，综合以上分析可知，水热法成功制备了G0@Ag复合材料。2．2．3SEM仃’EM分析’IL二-二I：!二：I图2．3GO@Ag复合材料SEM图图2．4GO

8、@Ag复合材料TEM图通过扫描电镜图(图2．3)可见，实验制备的G0@Ag复合材料，Ag纳米颗粒的直径约为40—50nm，尺寸小而且数量多，数量众多的Ag纳米颗粒平铺在石墨烯上，石墨烯呈薄纱状将银纳米颗粒紧密地包裹起来，增加了G0@Ag复合材料的稳定性，限制了银纳米颗粒的持续长大。从制备的G0@Ag复合材料的TEM图(图2．4)中可以看出，氧化石墨烯呈纱布状，产物层数很少。纳米Ag颗粒均匀、紧密地分布在氧化石墨烯片层上，数量众多而且尺寸均一。3Ag@Go