煤基石墨烯/TiO2復合材料的制備及光催化性能

曾會會，儀桂云，邢寶林，黃光許，諶倫建，張傳祥，徐冰，姚友恒，張青山，李頡

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煤基石墨烯/TiO2復合材料的制備及光催化性能

曾會會1，2，儀桂云1，2，邢寶林1，2，黃光許1，2，諶倫建1，2，張傳祥1，2，徐冰1，2，姚友恒1，張青山1，李頡1

（1河南理工大學化學化工學院，河南焦作 454000；2煤炭安全生產河南省協同創新中心，河南焦作 454000）

以資源豐富的褐煤為原料，經高溫石墨化處理后，采用改進的Hummers法制備氧化石墨烯（GO），再以四氯化鈦（TiCl4）為鈦源，通過水熱合成法制備煤基石墨烯/TiO2（CRGO/TiO2）復合材料。利用掃描電鏡（SEM）、能譜儀（EDS）、透射電鏡（TEM）、X射線衍射儀（XRD）、低溫氮氣物理吸附儀、傅里葉紅外光譜儀（FTIR）對復合材料的微觀結構進行系統表征，并重點研究不同GO添加量下所制CRGO/TiO2復合材料對液相中羅丹明B的光催化降解性能。結果表明：以褐煤為碳質前體，TiCl4為鈦源，采用水熱合成法可合成具有介孔特征的煤基石墨烯/TiO2復合材料，其比表面積可達88.53～169.64m2/g，孔徑主要分布在2～12nm，且隨著GO添加量的增加，復合材料的孔徑分布逐漸變窄。復合材料中的TiO2納米顆粒主要以銳鈦礦晶型均勻分散于層狀石墨烯表面。GO添加量是影響復合材料光催化降解性能的重要因素。當GO添加量為8%時，CRGO/TiO2復合材料在可見光下對羅丹明B的降解率可達98.9%。

褐煤；石墨烯；復合材料；催化；降解

隨著經濟的迅猛發展和化學工業的高速推進，工業水污染問題日益突出。據統計，2014年，我國工業廢水排放量205.3億噸，約占廢水排放總量的30%[1]。工業水污染主要來源于造紙業、化學工業、冶金工業以及印染行業等，其有機物成分復雜、毒性大且難以生物降解，不僅嚴重污染生態環境，還會直接威脅到人類的健康[2]。……