1、隨著工業(yè)的快速發(fā)展和人民生活水平的顯著提高，環(huán)境污染日趨嚴重，因此如何應對該問題成為當務之急。廣泛的研究表明，半導體催化劑在太陽能儲存與利用、光催化轉(zhuǎn)換技術(shù)及有機污染物處理等方面，有著誘人的前景。TiO2因其無毒、價格低廉易得、化學性質(zhì)穩(wěn)定、光催化活性高等優(yōu)點而被廣泛研究并應用在光催化、太陽能電池、抗菌，自清潔等領(lǐng)域。尤其在光催化降解有機污染物方面的研究成為國內(nèi)外研究的熱點。但是，作為半導體光催化劑，TiO2存在自身的兩大缺陷:其一，禁

2、帶較寬，銳鈦礦TiO2的帶隙能為3.2eV，僅在波長小于387.5nm的紫外光處有響應，而這部分光僅占太陽光的3％，所以太陽能利用率低;其二，光激發(fā)TiO2產(chǎn)生的電子和空穴對極易復合。所以，如何擴寬其對光的吸收光譜，以及如何降低光致電子和空穴對的復合率成為對TiO2材料研究的重點。目前報道的關(guān)于改性TiO2來提高其光催化活性的方法已有很多，較為常見的方法有離子摻雜、半導體復合、貴金屬沉積等方法。近年來，除了對TiO2改性來提高其活性外，

3、制備高活性晶面較多的TiO2又成為了一大新的熱點。本文通過制備石墨烯和TiO2復合物以及制備高活性晶面占主導的銳鈦礦TiO2來制備活性較高的TiO2，為此我們主要做了以下工作:
　　利用傳統(tǒng)的Hummers法制備了氧化石墨烯和還原的氧化石墨烯。采用水熱法制備了石墨烯和鈦酸鹽納米管復合物，并經(jīng)燒結(jié)處理得到石墨烯和TiO2的復合材料。在實驗過程中研究了燒結(jié)溫度對納米管形貌及其光催化活性的影響，同時也探討了石墨烯的含量對樣品形貌及光催化

4、活性的影響。通過X射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、X射線光電子能譜(XPS)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)等對其晶型、形貌、元素狀態(tài)等進行了一系列表征。結(jié)果表明:復合物的主要成分是鈦酸鹽，無光催化活性。熱處理后樣品呈現(xiàn)銳鈦礦晶型，隨著燒結(jié)溫度的升高，樣品結(jié)晶度逐漸提高。同時，隨著燒結(jié)溫度的升高，管形貌逐漸遭到了破壞，還原氧化石墨烯也由較大的納米片變?yōu)檩^小的碎片結(jié)構(gòu)。石墨烯的含量對納米管的形成并沒有影響，但其對光催化劑的光催化活

5、性有一定影響。適當?shù)氖┛商岣叽呋瘎┑幕钚?，在石墨烯含量?％，燒結(jié)溫度450℃樣品具有較高的光催化活性。
　　采用水熱法，利用HF作為形貌和晶面控制劑，制備出高活性晶面(001)所占比例較大的TiO2納米片。通過XRD、TEM、XPS等測試對TiO2納米片的晶型、形貌、元素狀態(tài)等進行了一系列表征。探討了HF用量對納米片形貌及活性的影響，HF用量為0.4mL、0.6mL、0.8mL時所制備的TiO2納米片的(001)晶面的含量分

6、別為84％、87％和93％，納米片的邊長為24nm、31nm和36nm，但納米片的厚度均為6、7nm。HF用量對樣品表面氟的含量影響并不大，利用TiO2納米片對羅丹明B進行了光催化降解，結(jié)果表明，(001)晶面的含量越高樣品的光催化活性就越好。用氫氧化鈉溶液對納米片進行了清洗，樣品表面的氟被部分去除，但清洗后樣品的形貌、物相和(001)晶面的含量并沒有變化，分別利用TiO2納米片和用氫氧化鈉清洗后的納米片對甲基橙、羅丹明B、甲基紫等多種

7、染料進行了紫外光催化降解，結(jié)果表明，表面氟離子有利于催化劑催化活性的提高，這是因為氟具有比氧更強的電負性，可與水分子形成氫鍵，因而樣品表面會吸附大量的水，促進了空穴對水的氧化生成大量的羥基自由基，從而提高了TiO2的活性。
　　利用水熱法制備出了石墨烯和TiO2納米片復合物，復合物中納米片邊長大約幾十納米，但是其片的形狀不是很規(guī)則，樣品為銳鈦礦TiO2。TiO2納米片是分散在氧化石墨烯片上的，但團聚現(xiàn)象比較嚴重。通過可見光下對亞甲