石墨烯纳米复合材料的制备与光电、吸附性能研究

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4、fgraphenenanocompositeswithphotoelectricadsorptionperformanceresearchMasterCandidate:GuangaiZhuSupervisor:YanmaoDongMajor:EnvironmentalEngineeringResearchArea:EnvironmentalMaterialsandTechnologySuzhouUniversityofScienceandTechnologySchoolofChemistry,BiologyandMaterialEng

5、ineeringDecember,2015苏州科技学院硕士学位论文摘要摘要近年来，石墨烯基纳米复合材料由于结合了石墨烯与纳米材料的特性而产生协同效应，在光电器件、透明电极、传感器、电容器、锂离子电池、催化等领域表现出诱人的应用前景，正日益受到研究者的关注。本论文制备了石墨烯/聚苯胺（PANI）复合薄膜、石墨烯/四氧化三铁（Fe3O4）、石墨烯/硫化镉（CdS）等高分子纳米复合材料，研究了复合材料的光电性能、吸附性能及光催化性能。具体研究内容如下：1.采用聚苯胺修饰还原氧化石墨烯-原位生成法制备了石墨烯/PANI/CdS复合薄膜，研究了材

6、料的三阶非线性光学性能（NLO）。用红外（FTIR）、X-射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、热重（TGA）和紫外-可见（UV-Vis）等方法对材料进行了表征，用Z-扫描（Z-scan）测试了材料的三阶NLO性能。结果表明，石墨烯/PANI/CdS的三阶NLO吸收系数可达到-4.3cm/GW分别高于石墨烯/PANI（-2.4cm/GW）和PANI（-1.5cm/GW），表明石墨烯/PANI/CdS中存在协同效应。2.采用一步溶剂热法制备了石墨烯／Fe3O4复合材料，并研究了其对水中甲基橙的吸附脱色性能。吸附动力学

7、分析表明，吸附过程符合二级动力学模型，理论最大吸附能力为92.59mg/g，循环使用5次后去除效率为初始效率的95%，材料耐久性良好。3.采用一步溶剂热法制备了石墨烯／CdS复合材料，研究了该材料光催化氧化甲基橙的性能。正交实验结果表明，反应温度对光催化性能影响较大。通过吸附动力学分析，发现石墨烯对甲基橙的吸附过程满足一级动力学模型。石墨烯／CdS对甲基橙的去除率高于纯硫化镉，说明石墨烯对CdS的光催化性能具有促进作用。关键词：石墨烯；聚苯胺；硫化镉；四氧化铁；吸附；光催化I苏州科技学院硕士论文AbstractAbstractOwing

8、tothesynergisticeffectscombiningwiththecharacteristicsofthegrapheneandnanometermaterials,graphenebasedn