图 1-2 单层石墨烯结构图

图 1-3 单层氧化石墨烯结构图

1。2。3 氧化石墨烯的还原

⑴化学还原剂还原 就目前而言，化学还原剂还原氧化石墨烯主要包括肼类还原、金属氢化物还原，

活性金属还原和还原性酸或酚还原。Park[20]等以水合肼作为还原剂来还原氧化石墨 烯，并通过各种技术手段对其进行表征，证实了所得材料的还原性。Shin[21]等对以硼 氢化钠作为还原剂还原氧化石墨烯做了详尽的探讨，并比较了此方法制得的石墨烯薄 膜和以水合肼为还原剂制得的薄膜在电性能上的差别。哈尔滨工程大学的 Fan[22]等人 采用的以铝粉为还原剂，在室温和酸性条件下的还原实验，这种方法不仅反应时间短， 还原程度还非常高。

⑵热还原 热还原法包括高温热还原和低温热还原。高温热还原法是研究早期运用的一种还

原技术，一般是在保护气氛的存在下，在 1000 多度高温的条件下进行还原，因此这 种还原方法的成本较高。低温热还原包括水热热还原，微波热还原等方法。Dubin[23] 等以 NMP（N-甲基吡咯烷酮）为溶剂还原氧化石墨烯。Chen[24]等以氮气为保护气氛， 将氧化石墨烯的 DMAC（二甲基乙酰胺）和水的混合溶液在微波中还原，此方法不 仅效率高，产率也高。

⑶电化学还原 电化学还原法是在缓冲溶液中，通过高压电激活还原反应的一种还原方法。这种

方法由于操作简单，绿色无污染和具备大规模生产的能力而备受关注，但也存在着缓 冲溶液配置要求高，能耗高和对环境比较敏感的缺点。

1。3 金属酞菁化合物

1。3。1 金属酞菁在催化领域的应用

⑴金属酞菁在光催化领域的应用 现如今，环境污染特别是水问题日益严重，关于污染物的处理一直是研究的重点

和热点。光催化技术便是在这种环境中不断地发展着。除此者外，光催化技术还被广 泛应用于建筑材料，贵重金属回收等领域。

光催化技术拥有两个出色的特点：第一，光催化可以在常温下进行。常规的高温 焚烧需要在极高的温度下进行，即便是应用上常规的催化方法，也需要较高的温度条 件。第二，光催化可以充分利用太阳光来活化光催化剂，具有很强的应用性。同时， 光催化的高效率，高稳定性和高适应性使得改技术受到越来越多的关注。而且从能源 角度看，光催化技术比传统的高温处理技术更具优势。

现如今，光催化研究最多的材料是二氧化钛，由于二氧化钛只有在波长≤385nm 条件下才具有活性，而太阳光只占该区域的 5%左右，这就使得二氧化钛的活化无法 使用太阳光。在这种情况下，金属酞菁化合物在 600~700nm 的光吸收使得其成为可 以充分利用可见光的光催化剂。无论是单独使用，还是和二氧化钛配合使用都可以取 得非常出色效果。

⑵金属酞菁在脱硫领域的应用 含硫化合物如硫化氢，有机硫化物经常由污水或废水处理厂被排除。这些含硫化

合物往往带有令人讨厌的恶臭味。因此除去这些物质是非常必要的。如今已经有诸如 高温氧化热处理，活性炭吸附和生物过滤等技术手段用于处理含硫化合物。虽然这些 方法都有自身的一些优势，但存在成本高和需要二次处理的弊端。

二氧化钛光催化已经用于处理有机硫化物，但是这种体系只能在紫外光中被激 发。且由于其量子产率至今依旧比较低，使得其在实际应用中更加困难。金属酞菁可 以在可见光照射下产生单线态氧，相比于流行的敏化剂卟啉更容易收集太阳光，所以 在氧化脱硫的应用中更具前景。Aihua Sun[25]等人便将酞菁铝磺酸盐和酞菁钯磺酸盐 用于处理有机硫化物，并取得了很好的效果。