1、以TiO2為主的半導體光催化劑在環(huán)境治理以及太陽能轉換領域有了較好的應用，但是TiO2寬的禁帶導致其只能吸收約占太陽光4％的紫外光，從而限制了其進一步廣泛使用。在各種各樣修飾和改性TiO2的工作中，將碳材料與TiO2復合以提高它的光催化活性已經受到科研工作者越來越多的關注。研究結果表明，將碳材料與TiO2復合是提高其可見光催化性能的行之有效的方法。碳具有多種形態(tài)，如富勒烯、碳納米管(Carbonnanotubes，簡稱CNT)、石墨烯(

2、graphene，簡稱:Gr)等，它們與TiO2形成的復合物也有很多報道，但是，以納米管鈦酸(nanotube titanic acid，簡稱:NTA)為TiO2前驅體與這些形態(tài)的碳形成的復合材料還未見報道。將NTA衍生的TiO2與碳納米材料復合有以下三個優(yōu)點:(i)復合的碳納米材料可以用作光敏劑將電子傳輸?shù)絋iO2表面，亦可以抑制光生電子-空穴對的復合;(ii)碳納米材料和NTA均具有較高比表面積，利于吸附待降解污染物;(iii) N

3、TA衍生的TiO2已經顯示出增強的可見光催化性能。因此，我們擬在這方面進行探索。本工作中，我們采用水熱法，分別制備了納米管鈦酸/石墨烯(NTA/Gr)、納米管鈦酸/碳納米管(NTA/CNT)復合材料和由其衍生的二氧化鈦/石墨烯復合材料(TiO2/Gr)、二氧化鈦/碳納米管復合材料(TiO2/CNT)，然后分別以甲基橙(MO)和亞甲基蘭(MB)為目標污染物，評價了這些復合材料的可見光光催化性能。
　　具體的研究內容及結果如下:

4、>　　1、首先分別制備了氧化石墨烯（graphene oxide，簡稱GO）和NTA，然后以GO和NTA為原料，采用水熱法，制備一系列不同質量比的NTA/Gr復合物。采用X射線衍射(XRD)、透射電子顯微鏡(TEM)、熱分析(TA)、紫外可見吸收光譜(UV-Vis DRS)、傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)等手段對該復合物進行表征。以MO為模擬污染物，評價樣品的可見光(λ≥420 nm)光催化活性。結果表明，經過水熱反應，GO被還原為G

5、r，并且形成了NTA/Gr復合物。當水熱反應時間從原來的3h延長至24h時，形成了TiO2/Gr復合物。相對于NTA來說，NTA/Gr復合物和TiO2/Gr復合物的光催化活性明顯增強，并且隨著復合物中Gr含量的增加，其可見光活性亦增加。純GO只有吸附作用而無光催化活性。NTA/Gr復合物和TiO2/Gr復合物的較高表觀活性歸因于其對MO的強吸附能力。
　　2、分別以NTA和CNT為鈦源和碳源，采用水熱方法制備了TiO2/CNT納米

6、復合光催化劑。分別采用XRD、TEM、UV-Vis吸收譜和N2吸附-脫附等溫線對樣品的晶體結構、形貌、光吸收性質和比表面積進行了表征和評價。以MB的光催化降解為指標反應，在可見光下(λ≥420 nm)，評價樣品光催化活性。并對該光催化反應的機制進行了初步探討。結果表明，經過24小時的水熱反應，形成了TiO2/CNT復合物。形成TiO2顆粒的臨界反應時間為3h。本實驗中，該催化劑的可見光催化活性受BET比表面積，CNT含量和水熱反應時間的