PAA/CS/GO水凝胶的制备及其吸附性能

为了克服壳聚糖在酸性条件下不稳定的缺点，提高氧化石墨烯的分散性能，提升壳聚糖/氧化石墨烯体系对亚甲基蓝的吸附性能，利用自由基聚合和热交联法将丙烯酸（AA）引入壳聚糖（CS）/氧化石墨烯（GO）体系，制备了聚丙烯酸（PAA）/CS/GO水凝胶，并采用电子扫描电镜和傅里叶变换红外光谱对水凝胶的表面结构及化学成分进行了表征，探究了丙烯酸用量、pH值、吸附时间、染料浓度和温度对水凝胶吸附亚甲基蓝容量的影响。结果表明：PAA/CS/GO水凝胶内部成功引入了大量羧酸基团，内部充满孔洞结构并具有稳定性和极佳的吸水溶胀性能；吸附实验表明，丙烯酸剂量为12 mL时制备的PAA/CS/GO水凝胶在温度为333 K时对亚甲基蓝（MB）具有最佳吸附效果，吸附量达到了771.5 mg/g；同时该水凝胶对亚甲基蓝的吸附过程遵循拟二阶动力学模型和Freundlich等温吸附模型。吸附机理研究发现，静电作用力、氢键、共轭作用和孔隙结构是高吸附性能的主要影响作用力。     

石墨烯/磷酸银复合材料的制备及其光催化性能研究

采用改进Hummers法制备氧化石墨,将氧化石墨烯与硝酸银溶液搅拌处理一段时间后,滴加适量磷酸氢二钠溶液,制备得到石墨烯/磷酸银(GO/Ag3PO4)复合材料.利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)等手段对制备的复合材料进行了表征,并以有机染料罗丹明B的降解反应为模型评价催化剂在可见光下的光催化活性.测试结果表明,该方法不仅合成过程简单,而且石墨烯表面所负载的Ag3PO4纳米颗粒尺寸小、分散性好,与石墨烯的结合牢固.由于氧化石墨烯优异的吸附性能和对载流子的高迁移率,GO/Ag3PO4复合光催化剂显示出较高的可见光光催化活性和光稳定性.在可见光下对10mg/L的罗丹明B作用20min,降解率可达98%,降解效率较Ag3PO4颗粒提高近一倍.     

还原氧化石墨烯/四氧化三铁复合气凝胶的制备与染料吸附性能

为改进四氧化三铁（Fe₃O₄）复合材料吸附工业染料废水的性能,先制备了表面油酸修饰的Fe₃O₄,再以氧化石墨烯（GO）及表面油酸修饰的Fe₃O₄作为前驱物,通过水热法制备了还原氧化石墨烯/四氧化三铁（rGO/Fe₃O₄）复合水凝胶,最后冻干得到rGO /Fe₃O₄复合气凝胶。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征产物的微观形态和结构,并通过紫外-可见分光光度计对复合气凝胶对于亚甲基蓝染料（MB）的吸附性能进行研究。结果表明,rGO /Fe₃O₄复合气凝胶在微观上复合均匀,与单独的石墨烯和Fe₃O₄纳米粒子相比,rGO/Fe₃O₄复合气凝胶对MB染料的吸附性能更优,吸附能力达到108 mg·g^-1,而且rGO /Fe₃O₄复合气凝胶可以方便地从废水中移出进行重复使用。研究其吸附动力学和吸附等温发现,该复合气凝胶的吸附行为符合拟二级动力学方程和Langmuir吸附模型。     

氮掺杂石墨烯/氧化亚铜复合凝胶的制备与性能

为了拓展石墨烯凝胶材料在污水处理领域的应用,以氧化石墨烯与氢氧化铜为前驱物,氨水为氮源,葡萄糖为还原剂,利用一步水热法制备了氮掺杂石墨烯/氧化亚铜（NG/Cu2O）复合凝胶材料。采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜表征产物的微观形貌与结构,通过紫外-可见分光光度计测试NG/Cu2O复合材料在不同的光照环境下对罗丹明B（RhB）染料所表现出的吸附降解性能。实验结果表明,与NG凝胶相比,NG/Cu2O复合凝胶材料表现出更好的吸附与催化降解能力,且在紫外光的光照环境下对RhB染料的吸附降解性能最佳。     

无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及性能

以低成本的无尘纸为基底吸附氧化石墨烯,再通过水热处理得到还原氧化石墨烯,最后将苯胺原位聚合到无尘纸@还原氧化石墨烯上,制备得到无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料。运用循环伏安法、恒电流充放电法、阻抗法等测试该复合材料的电化学性能。结果表明,与无尘纸@还原氧化石墨烯相比,无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的电化学性能有显著提高,在扫描速率为20 mV/s时,比电容达到280 F/g。基于无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料组装的电容器有良好的柔性,充电后可点亮白色LED灯。因此,具有柔性与电容性能的无尘纸@还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料能用于超级电容器领域。     

SiO_2气凝胶/WO_x-TiO_2复合空气净化涂料的制备及性能

以常压干燥制备的SiO2气凝胶和水热合成法制备的WOx-TiO2复合光催化粒子为主要的功能性无机吸附/光催化剂添加相,合成制备了SiO2气凝胶/WOx-TiO2复合空气净化涂料。通过BET-BJH法分析了SiO2气凝胶的比表面积及孔容积,利用光催化降解罗丹明B的实验分析了WOx-TiO2复合光催化粒子的可见光催化活性,重点研究了SiO2气凝胶/WOx-TiO2复合空气净化涂料对罗丹明B和甲醛气体的吸附/光催化降解能力。吸附/光催化降解罗丹明B的实验表明,吸附/光催化剂占涂料质量分数为5.0%时,具有较稳定、较高的吸附/光催化降解率,达69.6%;吸附/光催化降解甲醛的实验表明,当吸附/光催化剂占涂料质量分数的5.0%并且纯SiO2气凝胶与WOx-TiO2复合光催化粒子质量比为1∶1时,3h内复合空气净化涂料对甲醛气体的吸附/光催化降解率可达到84.62%。     

碳包覆二氧化锰/石墨烯复合凝胶的制备与性能

为了充分发挥二氧化锰与石墨烯的电化学性能,并实现二者的性能互补,先制备超长二氧化锰(L-MnO_2)纳米线,再以多巴胺作为碳源,合成碳包覆超长二氧化锰(C@L-MnO_2),再将C@L-MnO_2与氧化石墨烯通过水热反应制备碳包覆超长二氧化锰/石墨烯(C@L-MnO_2/G)复合凝胶。利用扫描电子显微镜表征L-MnO_2与C@L-MnO_2复合材料的微观结构,研究了不同含量的C@L-MnO_2对于复合凝胶形成的影响。采用恒电流充放电法、交流阻抗法等方法表征了复合凝胶的电化学性能。与碳包覆普通二氧化锰与氧化石墨烯合成的复合凝胶,以及与未经碳包覆的超长二氧化锰与氧化石墨烯合成的复合凝胶相比,C@L-MnO_2/G复合凝胶的电化学性能有明显提高。     

SiO_2含量对TiO_2/SiO_2吸附性能与光催化活性影响研究

采用溶胶凝胶法制备不同SiO_2摩尔含量的TiO_2/SiO_2复合光催化剂,以亚甲基蓝(MB)的物理吸附降解与光催化降解为探针反应,分别评价了TiO_2/SiO_2复合光催化剂的物理吸附性能和光催化性能,并采用XRD、BET对样品结果进行了表征。结果表明,适量的SiO_2引入可改善光催化剂的孔结构,一定程度上提高材料物理吸附能力,有效提高光催化性能,对亚甲基蓝的光降解率可达76%;而过高的SiO_2引入可显著提高材料的比表面积,平均孔径相对较小,但抑制TiO_2的结晶,晶型表现为无定型结构,对亚甲基蓝的降解主要表现为物理吸附降解而无光催化作用。     

纤维素/石墨烯多孔复合气凝胶的制备与表征

通过对高纯鳞片石墨(GE)进行化学处理,制备氧化石墨烯(GO)和还原石墨烯(rGO);以针叶木纤维素为基体,GO、rGO为掺杂剂,制备了纤维素/氧化石墨烯复合气凝胶(C/GO)与纤维素/还原石墨烯复合气凝胶(C/rGO)。采用红外光谱、X射线衍射、扫描电镜、热重分析、杨氏弹性模量对制得气凝胶的结构、形貌、热稳定性和强度性能进行了系统表征。结果表明,GO和rGO依靠氢键结合和纤维素的分散作用在纤维素基体中均匀分散,形成稳定的多孔复合结构;通过杨氏弹性模量确定较适GO、rGO掺杂比均为纤维素的1%,此时C/rGO的杨氏弹性模量为53.26 MPa,是C/GO的1.6倍、纯纤维素气凝胶(CA)的5.4倍。GO、rGO的掺杂在一定程度上提高了纤维素气凝胶的热稳定性。     

二硒化钨-银/氮掺杂石墨烯纳米复合光催化剂的制备及其降解有机废水

利用Hummers法制得了氧化石墨烯,通过固相合成法制备了二硒化钨,采用常温还原法制备银纳米粒子,将制备的二硒化钨、氧化石墨烯和尿素按照一定比例混合,通过水热合成法制备二硒化钨-氮掺杂石墨烯复合物,以制备的纳米复合物为原料,与银纳米粒子在乙二胺中超声复合得到二硒化钨-银/氮掺杂石墨烯纳米复合光催化剂。利用SEM、XRD、TEM等方法对制备的纳米材料进行了表征。通过光催化降解亚甲基蓝溶液研究复合光催化剂催化性能。实验结果表明:复合光催化剂中银的质量分数为20%时,降解浓度为4.0×10-5 mol·L-1的亚甲基蓝溶液,降解效果最佳,可达到97.8%,高于单纯的二硒化钨和传统的二氧化钛光催化剂。同时复合光催化剂对甲基橙、罗丹明B溶液也具有较好的光催化降解作用,降解浓度为4.0×10-5 mol·L-1的甲基橙、罗丹明B溶液的降解率分别为56.3%、62.3%左右。     

NH2-UiO-66/BiOBr/Bi2S3光催化剂的合成及其光催化性能

采用溶剂热法制备NH₂-UiO-66/BiOBr/Bi₂S₃（UBB）三元复合光催化剂,利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）表征该催化剂的晶体结构和微观形貌,为了评价其光催化活性及稳定性,在可见光下催化降解有色染料亚甲基蓝（MB,20 mg/L）和罗丹明B（RhB,20 mg/L）。结果表明:NH₂-UiO-66的含量为2%时,UBB的光催化活性最好,对MB的降解率在60 min内达到93.5%,对RhB的降解率在30 min内达到98.3%;MB和RhB初始浓度提高到100 mg/L时,光催化降解率仍保持在70%以上;4次循环试验后,UBB的催化活性无明显降低。本文采用紫外可见漫反射光谱（UV-vis DRS）、荧光光谱（PL）和阻抗（EIS）的3种表征方法,分析UBB光催化性能变化的原因,并结合莫特-肖特基（M-S）曲线、活性物质捕捉实验结果,提出适用于UBB三元体系的双Z型电子转移机制。     

氧化铁/绢云母复合光催化剂降解次甲基蓝

采用水热合成法，在绢云母表面沉淀一层氧化铁薄膜，制备成氧化铁/绢云母复合光催化剂。并以次甲基蓝为降解物，重点探讨了催化剂后处理方式、体系H2O2浓度和催化剂添加量对光催化效率的影响。结果证明，复合光催化剂煅烧前比煅烧后降解效果更好；体系H2O2浓度为0.5%、光催化剂用量为5 g/L时，降解效果最佳。     

氯氧化铋/氧化亚铜复合材料的制备及其可见光催化性能

通过水热法成功制备了BiOCl/Cu₂O 复合材料, 是一种良好的可见光响应的光催化剂。通过X 射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis) 和电化学阻抗谱(EIS) 等分析方法对BiOCl/Cu₂O 复合材料进行表征分析。以酸性橙(AO7) 为目标污染物进行光催化降解实验, 探究了BiOCl/Cu₂O 复合材料的光催化性能和降解机制。XRD 结果表明, 随着BiOCl 含量的增多, BiOCl 的衍射强度逐渐上升。SEM 结果表明, BiOCl 小纳米片附着在相对较大的八面体Cu₂O 表面形成复合结构。通过UV-vis 和EIS 分析结果可知, 复合材料的带隙相较于Cu₂O 略微增大但其阻抗明显变小。降解实验结果表明, 质量比为3 : 5 的BiOCl/Cu₂O 复合材料在90 min时的可见光催化降解率(56.8%) 明显高于Cu₂O 的降解率(26.3%), 其降解速率常数(0.009 3 min^-1) 是纯Cu₂O(0.003 3 min^-1) 的2.8 倍。自由基捕获实验表明BiOCl/Cu₂O 复合材料光催化过程中起主要作用的活性物种是超氧自由基(·O_{2^- )。6 次循环降解实验后光催化剂BiOCl/Cu2O(3 : 5) 对AO7 的降解率仍可达到48.3%。BiOCl 与Cu2O形成的异质结构在一定程度上降低了表面转移电阻, 加快了光催化过程中光生电子的转移速率, 提高了光生电子和空穴的分离率, 增强了光催化效果。}     

石墨烯／二氧化钛复合光催化剂的制备及可见光催化性能研究

以钛酸正丁酯为钛源,采用一种简单的原位水解技术制备了石墨烯／二氧化钛复合光催化剂．通过XRD、SEM、TEM、Raman、PL和UV-vis光谱仪等分析手段对产物进行了表征,并测试了该复合光催化剂在可见光区对染料罗丹明B的光催化降解性能．实验结果表明：制备的复合光催化剂主晶相为锐钛矿型二氧化钛,石墨烯表面富集的二氧化钛颗粒尺寸约为10-20nm左右,均匀弥散、形成一层致密的氧化钛膜层．样品降解罗丹明B测试结果表明,石墨烯与二氧化钛的复合,一方面使得二氧化钛光催化剂在可见光区的吸收大大增强,另外,石墨烯的存在能够促进二氧化钛半导体中电子和空穴的有效分离,并且在一定程度上提高了污染物在半导体表面的富集效率,从而使石墨烯／二氧化钛复合光催化剂对降解罗丹明B表现出良好的光催化活性．     

海藻酸钠/氧化石墨烯复合水凝胶的制备与性能

为了研究氧化石墨烯（GO）对海藻酸钠（SA）凝胶性能的影响,以Ca2+与Fe3+作为交联剂,在SA水凝胶自组装过程中加入GO水溶液,一步法得到了海藻酸钠/氧化石墨烯（SA/GO）复合水凝胶。通过扫描电子显微镜与X射线衍射表征了所得凝胶的结构与微观形貌,测试了不同凝胶样品的平衡溶胀性能和力学性能。研究结果表明,Fe3+交联得到的凝胶结构相比Ca2+交联得到的凝胶更加紧凑,平衡溶胀性能降低较多;随着GO的加入,复合水凝胶的力学性能提升,平衡溶胀性能降低,这表明SA/GO复合水凝胶的性能可以通过选择合适的交联剂与GO用量进行调控。关键词:海藻酸钠;氧化石墨烯;复合水凝胶     

In2Se3纳米片改性的GO/WS2/Mg-ZnO复合材料光催化性能的研究

二维纳米材料由于其结构和性能的独特性受到广泛的关注，各类二维纳米材料合成方法和表面改性的研究也得到了快速发展，在光催化性能提升和能源环境领域等方面发挥着重要作用。本文通过在复合物GO/WS₂/Mg-ZnO(rGOWMZ)中添加直接带隙半导体In₂Se₃纳米片，合成rGOWMZ+In₂Se₃复合材料。并研究其光催化性能，发现性能得到了明显的改善，其中In₂Se₃纳米片质量分数为0.5%经过600℃热处理的复合物，在自然光照射下对罗丹明B的降解率为99.6%。本报道中In₂Se₃纳米片是通过液相超声剥离法制备的，大小为100 nm，厚度约为5层。并采用透射电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜对复合材料进行了物相分析。发现rGOWMZ+In₂Se₃复合材料对有机颜料罗丹明B具有优异的光催化性能，此复合材料将在光催化领域中具有巨大的应用潜力。     

Preparation,Characterization, and Catalytic Performance of MoS_2 Photocatalyst

The hydrothermal method was used to prepare MoS_2 photocatalyst with the raw materials of MoO_3 and KSCN, and the prepared products were characterized by X-ray diffraction(XRD) and scanning electron microscope(SEM). The catalytic performance of MoS_2 photocatalyst obtained at different reaction temperatures was studied, meanwhile the effects of different concentrations and different pH on degradation rate of methylene blue(MB) were investigated. The results show that those prepared photocatalyst samples are of nanometer scale, which exhibits better photocatalytic activity. When preparing MoS_2 photocatalyst, the higher temperature of the hydrothermal reaction, the greater the photocatalytic performance will be, and the crystallinity can be higher as well. As for degrading MB, the higher the concentration of MB is, the worse the degradation effect will be. The prepared photocatalyst was observed to show better degrading performance for MB solution under acidic condition, when pH was taken into consideration.