【摘 要】
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自从半导体的光催化性质被发现以来,二氧化钛（TiO2）纳米颗粒由于其特有的性质而受到广泛的关注,例如其电学、光学和催化性质以及易得性、无毒性和长期稳定性等等。TiO2优异的光催化性能导致其在光催化领域有着良好的应用前景。但是光生电子-空穴的复合以及比较宽的带隙能量严重影响了 TiO2的光催化效率。目前,有许多研究已经报道了各种方法来克服TiO2在光催化领域的局限性,但是这个问题仍然具有一定的挑战性
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自从半导体的光催化性质被发现以来,二氧化钛（TiO2）纳米颗粒由于其特有的性质而受到广泛的关注,例如其电学、光学和催化性质以及易得性、无毒性和长期稳定性等等。TiO2优异的光催化性能导致其在光催化领域有着良好的应用前景。但是光生电子-空穴的复合以及比较宽的带隙能量严重影响了 TiO2的光催化效率。目前,有许多研究已经报道了各种方法来克服TiO2在光催化领域的局限性,但是这个问题仍然具有一定的挑战性。最近,石墨烯改性TiO2被认为是一种非常不错的方法来提高TiO2的光催化性能,从而降低其在光催化领域应用的局限性。本课题主要研究了 TiO2-还原氧化石墨烯（RGO）纳米复合材料,主要研究内容包括以下几个部分:第一,采用简单高效的水热法制备了 TiO2-RGO和TiO2空壳-RGO纳米复合材料,并且还通过水热法合成了三元的Au-TiO2-RGO纳米复合材料。第二,采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和UV-vis等先进的表征技术对合成的复合材料进行了表征。第三,通过在紫外光和模拟太阳光下降解有机分子（亚甲基蓝,MB）来检测合成的纳米复合材料的光催化活性。通过实验研究,本课题的结论可归纳如下:（1）通过一步水热法成功合成了形貌良好的TiO2-RGO纳米复合材料,TiO2晶型以锐钛矿相为主且最佳的水热反应时间为8 h,温度为180℃。同时对其进行了光催化性能的测试,测试结果表明,TiO2-RGO表现出增强的光催化活性,且最佳的RGO含量为1%,在紫外光照射下,此时的光催化降解速率常数（0.537 min-1）是纯TiO2（0.120 min-1）的～4.5倍。（2）通过溶胶-凝胶法制备了形貌良好、大小均匀的TiO2空壳,通过水热法与GO进行复合并成功合成了形貌良好的TiO2空壳-RGO纳米复合材料,复合材料表现出明显的蓝移,在紫外光下,相对于TiO2-RGO纳米复合材料,其光催化活性明显增强。（3）通过经典种子法制备大小均匀的Au纳米颗粒（～14 nm）,并且通过水热和TiO2以及RGO复合,成功合成了 Au纳米颗粒附着均匀的Au-TiO2-RGO纳米复合材料,在模拟太阳光下,复合材料表现出优异的光催化性能,并确定了最佳的Au纳米颗粒的含量为1%,此时的降解速率常数（0.018 min-1）是纯TiO2（0.009 min-1）的～2倍。
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