硅藻土/TiO2/氧化石墨烯复合材料的制备及其光催化性能研究
2019-05-21肖力光张晓彤胡洪亮
人工晶体学报 2019年4期
关键词:复合材料
肖力光,张晓彤,闫 刚,胡洪亮
(吉林建筑大学材料科学与工程学院,长春 130118)
1 引 言
目前,二氧化钛(TiO2)由于其成本低廉、制备简单,同时具有较高的稳定性、环保性和高效性被广泛应用于有机污染物的光降解[1-3]。然而,较高的载流子复合速率限制了其应用,如何对TiO2进行改性是光催化领域的热点问题。氧化石墨烯是一类由碳原子组成的二维层状材料,具有独特的电子、热、光学和机械特性。有研究人员将氧化石墨烯作为TiO2的改性剂,利用氧化石墨烯优异的导电与光学性能和TiO2优异的光催化性能,制备复合材料[4-5]。结果表明,这种复合材料可以延长光生载流子寿命,调控TiO2的禁带宽度,提高光催化活性[6-7]。硅藻土由于其独特的孔道结构和较大的比表面积被广泛应用于光催化过程中的载体材料[8-9]。利用硅藻土作为基底担载半导体材料,可以有效地分散半导体材料,避免其团聚,同时增大半导体与染料的接触面积,提高光催化活性。
本文中采用加热水解法,以硫酸氧钛为前驱体,硅藻土为载体,氧化石墨烯作为改性材料,制备了硅藻土/TiO2/氧化石墨烯复合材料。
2 实 验
2.1 主要原料及仪器
硫酸氧钛、H2SO4、无水乙醇、罗丹明B、鳞片石墨,以上药品均为分析纯,实验用水为蒸馏水,硅藻土产自吉林省白山市的低品位二、三级硅藻土。
傅立叶变换红外光谱仪IRAffinity-1;RigakuUltima IV X射线衍射仪;HY-1600 ℃高温节能式电炉;TGL-16M台式高速冷冻离心机;JT-GHX-DC光化学反应仪;UVmini-1240紫外-可见分光光度计;TM3030日立台式电镜;SPA-400原子力显微镜。
2.2 硅藻土预处理
图1a为未经处理的低品位硅藻土扫描图片,图1b为经过处理后的硅藻土扫描图片。……
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