TiO2/石墨烯纳米复合材料的制备及催化降解VOCs研究*
2021-11-13刘科
刘 科
(1. 低维光电材料与器件湖北省重点实验室,湖北 襄阳 441053;2. 湖北文理学院 物理与电子工程学院,湖北 襄阳 441053)
0 引 言
进入21世纪以来,随着我国工业和科技的飞速发展,环境污染带来的安全隐患对人们的健康敲响了警钟[1-4]。例如,化工生产出现的有毒气体、新房装修产生的甲醛、交通运输产生的大量废气等,这些挥发性有机物统称为VOCs,VOCs的汇集会形成雾霾对人们的健康带来威胁[5-7]。为了解决VOCs对我国发展造成的影响,光催化法凭借着净化效果高、绿色环保、广谱性和室温下易反应等优点深受青睐[8-10]。在众多催化材料中,TiO2是一种化学稳定性高、催化性能高的半导体材料,被广泛应用于催化领域[11-15]。石墨烯是一种单层二维材料,拥有着良好的吸附性、高的电子迁移率、优异的导电性能、大的比表面积等优点,因而石墨烯可以和很多材料进行负载,进而形成新的高性能复合材料[16-19]。近年来,石墨烯和TiO2成了催化降解方面研究的热点。邓燕萍等[20]采用石墨烯/TiO2复合材料对染料废水进行光催化降解,研究了染料废水的初始pH值、初始浓度、催化剂的加入量、不同系列染料(罗丹明B、亚甲基蓝和甲基橙)对石墨烯/TiO2光催化性能的影响,结果表明,石墨烯/TiO2光催化降解染料废水的最佳条件为溶液初始pH值为6,染料废水初始浓度为25 mg/L,石墨烯/TiO2加入量为3 g/L,且60 min内罗丹明B溶液完全脱色。Z. R. Yang等[21]采用激光辐照法制备了层状多孔石墨烯(G-phenol/Kapton),并采用水热法制备了降解染料废水的G-phenol/Kapton-TiO2光催化剂,通过对亚甲基蓝(MB)和罗丹明B(RhB)染料的降解,评价了所制备的光催化剂的光催化活性。……
