新型高效TiO2-石墨烯复合光催化剂的制备、表征及其降解环境污染物的研究

项目名称： 新型高效TiO2-石墨烯复合光催化剂的制备、表征及其降解环境污染物的研究

项目编号： No.21203062

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 物理化学

项目作者： 邢明阳

作者单位： 华东理工大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 本项目采用简单的真空活化法制备了一系列新型高效改性TiO2复合石墨烯光催化剂。真空活化法可以一步实现对TiO2的活化改性产生大量Ti3+和氧缺陷等活性中心，对氧化石墨烯的还原改性以及TiO2纳米颗粒在石墨烯表面的负载。石墨烯可以作为光生电子的传输通道，将TiO2纳米颗粒负载在石墨烯的表面，可以实现光生电子和空穴的有效分离。通过对TiO2纳米颗粒进行进一步的掺杂改性，使得石墨烯复合TiO2光催化剂的可见及紫外光活性大大提高。本项目设计的新型光催化剂对有机污染物分子具有强的吸附性能，并具有高的液相光催化降解有机污染物的能力，及气相降解苯等挥发性有机污染物的能力。借助各种表征手段，系统研究复合光催化剂的微观结构、光化学、光催化性能以及它们之间的构效关系；揭示经过复合石墨烯后TiO2光量子效率和活性提高的内在机制；研究此类新型光催化剂的光催化反应机理及反应条件，为复合催化剂的应用研究提供理论基础。

中文关键词： 石墨烯；TiO2；氧化铁；光催化；降解环境污染物

英文摘要： This project plans to prepare a series of novel modified TiO2-Graphene composite as a high performance photocatalyst by a simple vaccum activation method.The activation of TiO2,the reduction of graphene oxide and the loading of TiO2 nanoparticles on graphene surface canbe achieved by one-step vacuum activation procedure.Vacuum activation modification induces the generation of Ti3+ and oxygen vacancy in TiO2, resulting into the enhancement of its visible light photocatalytic activity.The photoexcited electrons canbe transfer from TiO2 to graphene due to the excellent conductive performance of graphene, which is promoting the separation of photoexcited electrons and holes.TiO2-Graphene composite will be modified with different elements doping.Doped TiO2-Graphene composit shows enhanced UV and visible light photoctalytic activity.The novel photocatalyst designed in this project possesses excellent adsorption capacity for dye organic molecules,high aqueous-phase photodegradation of organic pollutants, high gas-phase photocatalytic degradation of benzene and other volatile organic pollutants.The microstructure, photochemical property, photocatalytic performance and the structure-activity relationships of composite will be investigated by a variety of characterization methods.The photo quantum efficiency and the inter

英文关键词： graphene；TiO2；iron oxides；photocatalysis；degradation of environmental pollutants