氧化石墨烯及其复合材料的制备与降解酸性橙Ⅱ的研究

【摘要】作为碳素材料的主要的一种形式,石墨烯因其在电学、力学及热学方面都表现出优异的性能,从而成为复合材料的一个重要的研究方向。本研究选择适度氧化石墨烯(mGO)作为CO3O4的载体制得Co3O4/mGO和氮掺杂CO3O4/N-GO纳米复合物作为非均相复合催化剂,对非均相CO3O4/GO/PMS催化氧化体系降解典型偶氮染料酸性橙Ⅱ(AO7)进行研究。研究表明,催化剂的催化活性与氧化石墨烯的氧化程度和CO3O4的负载量有关,并且氮的引入促进了催化反应的进行。主要工作如下：(1)适度氧化(mildoxidationdegree)石墨烯的制备与表征采用改进的Hummers法,通过调节氧化剂的量来控制氧化石墨的氧化程度,合成了系列不同氧化程度的氧化石墨烯(mGO-1、mGO-2和mGO-3)。对材料进行XRD、FT-IR和Raman等表征测试。结果表明：随着氧化剂用量的增大,氧化石墨特征衍射峰强度逐渐增强；结构中C=C键引起的红外吸收峰逐渐减弱至“消失不见”;产物中含氧官能团C=O、C-OH、-COOH等含量逐渐增多,产物的亲水性逐步增强。产物的拉曼光谱中G峰和D峰均宽化且增强,R值随石墨氧化程度增加而逐渐增大,产物中未经氧化、尺寸较大的sp2平面域的相对含量逐渐减少,产物的有序度遭到破坏。(2)四氧化三钴/氧化石墨烯复合催化剂的制备及相关研究以系列氧化石墨烯为前躯体,合成了Co3O4/mGO(包括Co3O4/mGO-l、Co3O4/mGO-2和PCO3O4/mGO-3)纳米复合催化剂。相同实验条件下对目标污染物A07进行降解实验。催化剂降解性能强弱为Co3O4/mGO-3＞Co3O4/mGO-2＞Co3O4/mGO-l。XPS等表征结果表明,催化剂的催化活性与载体的氧化程度有关。不同C0304负载量的催化剂的性能强弱为CO3O4-3/GO＞Co3O4-2/GO＞CO3O4-1/GO＞CO3O4-4/GO＞CO3O4-5/GO。说明当载体氧化程度一定时,最适负载量的催化剂会对降解反应起到更好的效果。同时,Co-OH复合物的的形成为非均相催化PMS产生硫酸根自由基起到了很好的促进作用,两者之间存在着协同作用。(3)Co3O4/N-GO/PMS催化体系的相关研究水热法进一步制备出复合催化剂CO3O4/N-GO。相同的实验条件下,A07降解实验结果表明催化剂CO3O4/N-GO性能比CO3O4/mGO-3好。说明N的引入将增强Co和GO的结合能,有助于其与钴离子配位从而有利于C0304的形成。无机盐离子对复合催化剂Co3O4/N-GO降解A07的反应影响结果表明,CI-和N03-对催化降解反应具有抑制作用,且C1-的抑制作用更强；H2PO4-则起到了一定的促进降解作用,HC03对A07的降解反应起到先促进后抑制的作用。复合催化剂CO3O4/N-GO经过四次循环使用后仍可在40min内反应完全,显示出良好的稳定性。
【作者】王倩；
【导师】李登新；戴荣海；
【作者基本信息】东华大学，环境工程（专业学位），2014，硕士
【关键词】氧化石墨烯；硫酸根自由基；非均相催化体系；酸性橙；

【参考文献】
[1]苗润琪.强磁场下镁合金热处理组织研究及Mg-Ti薄膜制备[D].大连理工大学,材料学,2013,硕士.
[2]唐春.基于纳米金颗粒/石墨烯/聚苯胺的DNA电化学生物传感器[D].南京理工大学,2012.
[3]廖建飞.网络流量的异常检测与业务类型识别方法的研究[D].南京邮电大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[4]鲁凤丽.长春市交通设备制造业技术创新战略联盟竞争力研究[D].吉林大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[5]黄建新.船舶电站微机保护及自动准同步并车系统研究[D].大连海事大学,电力电子与电力传动,2004,硕士.
[6]房伟,刘培健.SDH网络规划中业务流量的分析及计算方法[J].现代电信科技.1995(06)
[7]李欣如.电子商务企业的现金流及现金流管理探究[D].山东财经大学,会计（专业学位）,2014,硕士.
[8]张怡.紫花苜蓿MsPOD基因的克隆及对拟南芥的遗传转化[D].内蒙古农业大学,植物学,2013,硕士.
[9]张蕊.“小小神龙”:“舞动”跨学科德育的精彩[J].中小学管理,2014,04:51-53.
[10]马雪生.公司价值管理基本框架构建研究[D].河北大学,2005.
[11]李思莹.幼儿园大班体育课程构建的研究[D].沈阳体育学院,体育教育训练,2013,硕士.
[12]冯鹏发,党晓明,胡林,赵虎,王娜,张常乐,陈二雷.钼及其化合物的最新用途[J].中国钼业,2015,01:46-49.
[13]王克宁.地震记录极性和层位标定研究[J].石油地球物理勘探,1992,01:130-139+154.
[14]李明河,王健.PLC在300m~2烧结成品取制样系统中的应用[J].冶金自动化,1995,04:22-24.
[15]张双龙.混合乳酸菌抗鸡球虫感染作用效果的检测[D].吉林农业大学,兽医,2012,硕士.
[16]叶云杰.代谢酶基因多态与苯致有害作用易感性的研究[D].复旦大学,劳动卫生与环境卫生学,2012,硕士.
[17]吴倩.论美国《1930年关税法》修正案及我国的应对策略[D].吉林大学,法律,2014,硕士.
[18]何春霞,李吉跃,张燕香,郑泉水,谢博,丁昳婷.5种绿化树种叶片比叶重、光合色素含量和δ~(13)C的开度与方位差异[J].植物生态学报,2010,02:134-143.
[19]田河.信阳长台关楚简遣策集释[D].吉林大学,历史文献学,2004,硕士.
[20]闫欣瑞.模因论视域下英汉网络词汇对比研究[D].西北师范大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[21]成文凤.民营企业股权结构与投资[D].山东大学,政治经济学,2013,硕士.
[22]包美艳.沙葱多糖对绵羊外周血淋巴细胞的免疫调节作用[D].内蒙古农业大学,动物营养与饲料科学,2013,硕士.
[23]耿立升.触点式光纤液位传感器的数学模拟及其污染研究[D].大连理工大学,光学工程,2004,硕士.
[24]夏征宇.论宪法视野下的网络表达自由[D].华东师范大学,宪法学与行政法学,2013,硕士.
[25]王洪群.两种目标图像特征检测与应用[D].华中科技大学,2006.
[26]陈少华.绿色环保无磷洗涤助剂的合成及应用研究[D].广东工业大学,应用化学,2013,硕士.
[27]张洁.多维视野下的两朋友型故事研究[D].华中师范大学,中国民间文学,2013,硕士.
[28]韩冰.关于高中教育资源库建设的研究[D].东北师范大学,现代教育技术,2012,硕士.
[29]褚鹏.基于Android移动平台的图书借阅与管理系统设计与实现[D].华中师范大学,电子与通信工程,2014,硕士.
[30]陈婷,赵杨,熊军.中国养老基金战略资产配置实证分析[J].宏观经济研究,2011,10:47-50+85.
[31]王歆.低碳经济视域下我国企业环境责任问题研究[D].吉林大学,法律,2014,硕士.
[32]张成成.同型半胱氨酸与冠心病严重程度的关系[D].河北医科大学,内科学,2014,硕士.
[33]杨林山.变流量水环热泵空调系统运行特性研究[D].哈尔滨工业大学,供热、供燃气、通风与空调工程,2013,硕士.
[34]柴京慧,李书敏,何桦.基于PMU及多时间断面的输电网参数估计[J].电力系统自动化,2009,11:49-52.
[35]孙明鹤.论《悲悼》对《俄瑞斯忒亚》的继承与超越[D].河北师范大学,比较文学与世界文学,2012,硕士.
[36]朱广伟.松辽盆地南部所图油田青山口组油藏精细描述[D].东北石油大学,地质工程（专业学位）,2013,硕士.
[37]王成.中国土地资源可持续发展的若干思考[D].华中师范大学,科学技术哲学,2012,硕士.
[38]顾莉洁.数字证书管理系统DCMS的研究与设计[D].苏州大学,计算机应用技术,2003,硕士.
[39]林全.航空紧固件企业基于供应链的协同制造模式的研究与应用[D].重庆大学,工业工程,2014,硕士.
[40]洪浩.商业秘密质押有关法律问题初探[D].重庆大学,法律（专业学位）,2014,硕士.
[41]陈丽萍,郭荣.石墨烯离子液体层状液晶的构建及其润滑性能的研究[A].中国化学会.中国化学会第十四届胶体与界面化学会议论文摘要集-第1分会：表面界面与纳米结构材料[C].中国化学会:,2013:1.
[42]陈信伟.FDI、R&D对我国技术创新能力的影响及演变[D].安徽农业大学,技术经济及管理,2012,硕士.
[43]宋飞.图书馆行业协会建设研究[D].东北师范大学,图书馆学,2012,硕士.
[44]贾明亮,张克勤.石墨烯在纺织材料基透明电极中的研究进展[J].印染,2013,11:50-54.
[45]方瑞.马克思所有制理论的历史性反思[D].吉林大学,马克思主义哲学,2013,硕士.
[46]邢晓虎.肼屈嗪/乐尼安—聚丙烯酰胺大分子前药的合成与控制释放研究[D].西北大学,有机化学,2014,硕士.
[47]毛培春.18种多年生禾草种子萌发期和幼苗期的耐盐性比较研究[D].内蒙古农业大学,草业科学,2004,硕士.
[48]蔡涵悦.梅清尚“奇”的绘画艺术[D].中央美术学院,美术学,2013,硕士.
[49]房昕.动画角色的情感化造型元素研究[D].西北大学,工业设计工程（专业学位）,2014,硕士.
[50]杨婷.中小企业移动互联网营销模式研究[D].安徽大学,市场营销,2014,硕士.