2。5 掺杂石墨烯- CdS对亚甲基蓝光降解性能 12

2。5。1 试剂的配制 12

2。5。2 光降解实验 12

3。  结果与讨论 12

3。1 石墨烯的制备方法 12

3。2 掺杂石墨烯-CdS材料的XRD表征 12

3。3 掺杂石墨烯- CdS材料的SEM表征 13

3。4 掺杂石墨烯- CdS材料对亚甲基蓝的光催化降解 14

结论 16

参考文献 17

致谢 18

1 前言

1。1 石墨烯

一直以来，石墨烯被认为是无法单独稳定存在的假设性结构。直到2004年，英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·胡姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫采用微机械剥离法，成功地从石墨中分离出石墨烯，从而证实它可以单独存在[1]。2007年，Meyer等将制备得到的石墨烯放在微型支架上并验证了其稳定性，研究成果使得石墨烯迅速成为材料化学界的研究热点。

1。1。1 石墨烯的结构与性质

石墨烯（Graphene）是一种由sp2杂化的碳原子以六边形晶格排列成的二维蜂窝状新材料（图1），其特殊的结构赋予其许多优异的性质。例如，石墨烯的强度达130 GPa，在已知材料中最高，是钢的100多倍；常温下其载流子迁移率达15000 cm2/(V·s)，是目前已知的具有最高迁移率的锑化铟材料的两倍，超过商用硅片迁移率的10倍以上，而电阻率只约10-6 Ω·cm，为目前世上电阻率最小的材料；其导热率可达5000W/（m· K），是金刚石的3倍；其理论表面积高达2630 m2/g。另外，石墨烯几乎是完全透明的，透光率达98%以上。由于石墨烯是一种透明、良好的导体，非常适合用来制造透明显示屏，甚至是太阳能电池电极材料。论文网

图 1。 石墨烯结构模型

1。1。2 氧化石墨烯

    由于石墨烯的结构为sp2杂化的碳原子形成的单原子层，从而其表现出明显的憎水性。此外，由于范德华力的作用，石墨烯片层容易重新堆积形成石墨。在实际应用中常用的是氧化石墨烯（Graphene Oxide，GO），它通常由石墨经化学氧化、超声制备获得，经过还原即可转化为石墨烯。GO表面含有大量的含氧基团，如羟基、羧基、环氧基等，使得GO在水中表现出亲水性，与许多溶剂有着较好的相容性，非常适合在水处理中应用，而且这些含氧官能团还可以成为活性吸附位吸附水中的重金属离子。GO更是制备石墨烯复合材料的前驱体。

     原材料石墨价格低廉，来源广泛，从而氧化石墨烯便于大规模生产。目前报道的常用的石墨氧化方法主要有Brodie法、Standenmaier法以及Hummers法。其基本原理都是先用强酸处理石墨，形成石墨层间化合物，然后加入强氧化剂将其氧化。其中使用浓H2SO4、NaNO3及KMnO4作氧化剂的Hummers法最为常用，该方法缩短了制备的时间，提高了安全系数，水处理应用中多采用该方法。氧化石墨烯可以通过化学法（利用还原剂如水合肼，二甲肼，硼氢化钠等）、热剥离法、紫外光辐射法、微波法等方法还原成石墨烯。将氧化石墨烯表面的含氧基团部分还原后得到还原氧化石墨烯（reduced graphene oxide，RGO），提高了其表面电势，与氧化石墨烯相比较，吸附水中阴离子污染物的能力更强。

1。1。3 石墨烯的制备