石墨烯

第29卷 第2期材 料 科 学 与 工 程 学 报总第130期文章编号:1673 2812(2011)02 0267 06

TiO2/石墨烯复合材料的制备及其光催化性能

王 昭1,毛 峰1,黄祥平1,黄应平2,冯笙琴1,易 佳1,张昌远1,刘 栓2

(1.三峡大学理学院,湖北宜昌 443002;

2.三峡大学AlanG.MacDiarmid(艾伦 麦克德尔米德)再生能源研究所,湖北宜昌 443002)

摘 要! 本文以氧化石墨烯和钛酸丁酯为原料,利用水热法一步制备了TiO2/石墨烯复合光催化材料,研究了氧化石墨烯用量、反应温度、反应时间对TiO2/石墨烯复合材料光催化活性的影响。采用XRD,SEM,TEM和氮气吸附-脱附实验(BET)对复合光催化材料的物相、颗粒粒径、形貌及比表面积进行了表征。结果表明,本实验最佳条件是:氧化石墨烯1mg,制备温度为180 ,反应时间为16h。产物中的TiO2为锐钛矿晶型,其平均粒径约为18nm。复合材料的比表面积为170m2/g,平均孔径为12.45nm。在可见光照射( >420nm)下以TiO2/石墨烯为光催化剂对有机染料罗丹明B(RhodamineB,RhB)进行光催化降解,其光催化活性明显高于相同条件下制备的TiO2。

关键词! 石墨烯;水热法;TiO2/石墨烯;光催化

中图分类号:TB332 文献标识码:A

PreparationandPhotocatalyticActivityofTiO2/GrapheneComposites

WANGZhao1,MAOFeng1,HUANGXing ping1,HUANGYing ping2,

FENGSheng qin1,YIJia1,ZHANGChang yuan1,LIUShuan2

(1.CollegeofScience,ThreeGorgesUniversity,Yichang 443002,China;

2.AlanG.MacDiarmidResearchInstituteforRenewableEnergy,ThreeGorgesUniversity,Yichang 443002,China)

Abstract! TiO2/Graphenecomposites(TiO2/GR)synthesizedbyone stephydrothermolmethodusinggrapheneoxide(GO)andtetra n butyltitanate.InfluencesofdifferentdosagesofGO,reactiontemperatureandtimeonthephotocatalyticactivityofTiO2/GRwerestudied.Crystalstructure,particlesize,morphologyandspecificsurfaceareaofTiO2/GRwerecharacterizedbyX raydiffractometry(XRD),scanningelectron

microscopy(SEM),transmissionelectronmicroscopy(TEM)andBrumauer Emmett Tller(BET)analysis.ResultsshowthattheoptimumconditionsforTiO2/GRasfollows:dosageofGO,reactiontemperatureandtimeofthecompositesare1mg,180 and16h,respectively.TiO2incompositesisanataseandaveragediameterisabout18nm.SpecificsurfaceareaoftheTiO2/GRis170m/gandaverageporediameteris12.45nm.Undervisiblelight( >420nm),activityofphotodegradatingRhBbyTiO2/GRisbetterthanthatofTiO2obtainedunderthesameconditions.

Keywords! graphene;hydrothermolmethod;TiO2/Graphene;photocatalyticactivities

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1 引 言

TiO2在光催化,太阳能电池及生物材料[1 3]等领

收稿日期:2010 05 04;修订日期:2010 08 27

域有着广泛的应用前景,其中以纳米TiO2为催化剂

降解有毒有机污染物受到了普遍关注,但纳米TiO2在具体的应用时还存在回收困难和可见光利用率低等比较突出的问题[4,5],因而探索制备易于过滤回收,且

基金项目:国家自然科学基金资助项目(10975091),湖北省教育厅自然科学重大资助项目(2004Z002)作者简介:王 昭(1984-),男,湖北随州人,硕士研究生。主要从事功能纳米材料的研究。

(),男,,E mb@http://www.wendangwang.com