摘要：以硫酸鈦為原料，采用共沉淀法，制備了一系列納米二氧化鈦復合石墨烯催化劑，采用XRD和FTIR對樣品進行表征。通過紫外光照射亞甲基藍溶液光催化降解實驗，研究石墨烯的加入量對TiO2光催化性能的影響，結果表明，TiO2-GO-5具有最佳的光催化性能。在pH=6.00、TiO2-GO-5的投加量為0.070 g/50 mL、光照3 h條件下，100 mg/L亞甲基藍溶液的脫色率達到最大值為90.52%。

染料廢水由于具有濃度高、色度大、成分復雜、毒性大、可生化性差等特點，歷來就是工業廢水處理的難點之一。染料的分子結構中含不飽和基團—N=N—、>O=O<、—N=O等發色體，光化學氧化產生的.OH能夠有效破壞共扼體系結構，使之變成無色的有機分子，并迸一步礦化為H2O、CO2和其他無機物質，因此光催化氧化法越來越受到人們的關注，其中納米TiO2能夠有效地降解許多結構穩定的生物難以降解的有機污染物，同時它又具有穩定性強、節能高效、無二次污染的優點。但是納米TiO2也存在分散性能差、量子效率偏低的缺點。因此，通過對納米TiO2進行復合的方法，提高催化劑的分散性，并提高催化活性是目前研究的一個熱點。

石墨烯是由單層碳原子六方緊密堆積而成的理想二維晶體，具有高比表面積，對有機物具有良好的吸附效果。Zhang H.等利用機械攪拌法合成了P25-GO，熱還原處理后得到P25-石墨烯復合光催化劑，結果表明，該復合光催化劑在紫外光和可見光下降解亞甲基藍的速率較P25均有大幅度提高，說明石墨烯的引入不僅提高了吸附性能，還拓展了可見光響應范圍，能夠有效分離光生電子和空穴。

耿靜漪等利用溶膠-凝膠法原位制備了二氧化鈦-石墨烯光催化劑，結果表明，該復合催化劑在紫外光下降解羅丹明B和亞甲基藍的速率較純TiO2有明顯提高。張瓊等采用氧化石墨和硫酸鈦作為反應物，在低溫下（<100攝氏度）制備得到了一種具有層狀結構的光催化材料TiO2-Graphene Oxide插層復合材料，這種復合材料對甲基橙的光降解率明顯優于P25。以上研究表明，石墨烯和納米二氧化鈦復合有望解決納米TiO2分散性能差、量子效率偏低的缺點，是一種很有潛力的光催化劑載體。

本研究合成了一種納米二氧化鈦復合石墨烯的催化劑，通過XRD、FTIR對該催化劑進行表征，通過其對亞甲基藍染料廢水的光催化降解能力來評價其光催化性能。

1實驗部分

1.1實驗儀器

電子天平LA-204，JJ-1精密增力電動攪拌器，飛鴿TGL-16C離心機，HH-S數顯恒溫水浴鍋，紫外可見分光度計UV759S，自制光反應裝置（紫外燈30W，主譜線253.7nm）。所用玻璃器皿在試用前均用超聲波清洗，并用蒸餾水沖洗數次。具體參見http://www.bnynw.com更多相關技術文檔。

1.2主要實驗藥品

石墨、30%雙氧水、硝酸鈉、高錳酸鉀、硫酸鈦、硫酸、氫氧化鈉，亞甲基藍。試劑均為分析純。

1.3復合催化劑的制備

1.3.1氧化石墨的制備

詳情請點擊下載附件：納米二氧化鈦復合石墨烯催化劑的制備及處理染料廢水