（氧化）石墨烯基纳米复合材料的制备、表征及催化应用

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1、硕士学位论文题目：（氧化）石墨烯基纳米复合材料的制备、表征及催化应用英文题目：Graphene(Oxide)-BasedNanocomposites:Preparation,CharacterizationandCatalysisApplication姓名赵建学号11108122所在学院研究生学院导师姓名宋一兵教授专业工业催化入学日期2011年9月答辩日期2014年6月万方数据汕头大学硕士学位论文（氧化）石墨烯基纳米复合材料的制备、表征及催化应用Graphene(Oxide)-BasedNanocomposites:Prep

2、aration,CharacterizationandCatalysisApplication硕士研究生：赵建导师：宋一兵教授答辩委员会（名单）：主席：余林教授委员：陈耀文教授方奕文教授鲁福身教授孙长勇副教授论文答辩日期2014年6月4日万方数据学位论文原创性声明本论文是我个人在导师指导下进行的工作研究及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在论文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律责任由本人承担。作者签名：日期：

3、年月日学位论文使用授权声明本人授权汕头大学保存本学位论文的电子和纸质文档，允许论文被查阅和借阅；学校可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存和汇编论文；学校可以向国家有关部门或机构送交论文并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的全部或部分内容。对于保密的论文，按照保密的有关规定和程序处理。本论文属于：保密（），在年解密后适用本授权声明。不保密（）。（请在以上括号内打“√”）作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月万方数据汕头大学硕士学位论文摘要石墨烯作为一种单原子层的二维平

4、面纳米材料，具有大比表面积，优异的电学和力学性能，以及室温下高速的电子迁移率，在太阳能电池、传感和催化等领域具有广阔的应用前景。氧化石墨烯作为一种重要的石墨烯衍生物，碳层表面含有羟基、羧基和环氧基等含氧官能团，为构筑复合功能材料提供了丰富的实践空间。本论文主要以氧化石墨烯为前驱体，制备了柱撑式氧化石墨负载铜钯复合催化材料和石墨烯包覆二氧化钛（TiO2）纳米微球光催化材料，并进行表征，研究了它们的微观结构、化学组成和催化性能。主要结论如下：1.柱撑式氧化石墨负载铜钯双金属催化剂（Pd-Cu/pillared-layerGO）的

5、制备及催化性能。通过改进的Hummers法及剥离处理得到氧化石墨烯溶液，采用多种长链烷烃类表面活性剂对其进行改性，制备出层间距可控（0.9~2.8nm）的柱撑式GO。XRD和AFM结果表明：其层间距变化主要依赖于修饰剂的烷烃链长度和添加量。柱撑机制是：（1）表面活性剂分子以化学键合的方式接枝在碳层表面；（2）借助于亲和力疏水端发生胶束作用。TG结果表明：碳层上烷烃链的接枝使GO由亲水性变为憎水性，热稳定性有所提高。选取上述材料为载体，采用浸渍法制备Pd-Cu/pillared-layerGO。XRD、SEM结果表明：粒径约为

6、21nm的活性物种均匀落位于碳层表面和层间。在甲醇羰基化制备碳酸二甲酯（DMC）反应中催化活性良好，甲醇最高转化率为9.3%，稳定时达到7.2%，选择性可达86%。2.石墨烯包覆TiO2纳米微球复合光催化材料的制备及光催化活性。采用溶胶-凝胶法制备非晶TiO2（球体），通过水热法合成了多种形貌的锐钛矿相TiO2（花朵状、三角形、正四面体）。以氧化石墨烯作为石墨烯（rGO）的前驱体对TiO2进行包覆，制备了石墨烯包覆TiO2纳米复合材料。结合XRD,SEM,UV/VIS等表征结果，证实制备了球体形貌规整、粒径均一、分散性优异、

7、包覆效果良好的复合物，并且其禁带宽度（2.68eV）相对于纯锐钛矿型TiO2（3.43eV）变窄，吸收边发生了明显的红移，在可见光下降解甲苯的反应中，降解率最高可达到18%。关键词：（氧化）石墨烯，柱撑，二氧化钛，包覆，催化剂I万方数据AstractAstractGrapheneisakindoftwodimensionallayer-structurednanomaterials,whichownsalargespecificsurfacearea,excellentelectricalconductivityandmec

8、hanicalproperties,andhighelectronmobilityatroomtemperaturetomakeithaveaextensiveapplicationprospectinthefieldofsolarcells,sesorandcatalysis.Graph