以鲮片石墨为原料，采用改进的 Hummers 法制备石墨烯氧化物(GO)，通过超声/紫外光还原工艺制备得到还原石墨烯氧化物(RGO);以钛酸丁脂和 RGO 为前驱物，采用溶胶凝胶-氮气保护下高温加热法制备出石墨烯/纳米 TiO₂ (RGO/nanoTiO₂ )复合光催化材料;利用 FT-IR、XRD、BET、UV-Vis 等技术对RGO/nanoTiO₂ 复合材料进行了结构性能表征。 以 2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D)为探针物， 研究了 RGO/nanoTiO₂在缺氧水体中的光催化特性与 2,4-D 降解机制。结果表明：采用低温氧化的Hummers 法，GO 六碳环上生成的活性基团较少，采用超声/紫外光还原，并耦合高温热还原技术，使环状结构得到良好的修复;所制备的 RGO/nanoTiO 2 具有降解 2,4-D 良好性能，在缺氧状态下，使 2,4-D 主要发生光催化还原反应，脱除苯环上的氯，产生氯酚、苯三酚等中间产物，部分被氧化降解生成 CO2 和 H2O。

　　自 1972 年 Fujishima 和 Honda 发现TiO2 单晶电极光分解水以来，半导体光电催化技术引起了人们的极大关注。具有不连续能带结构的 TiO2 ，在紫外光激发下，处于价带上的电子 (e - ) 被激发跃迁到导带，从而分别在价带和导带上形成高活性的光

　　生空穴(h+ )和光生电子(e - ) 。但是光生电子复合时间在 ns~μs 的范围内 ， 导致量子化效率低。对 TiO2 表面结构进行改性，延长光生电子的寿命是提高 TiO2 光催化活性的重要手段。石墨烯是由苯六元环构成的二维原子晶体，每个碳原子均为 sp2 杂化，并贡献剩余一个 p 轨道上的电子形成大 π 键， π 电子可以自由移动，赋予石墨烯良好的导电性 ，充分利用石墨烯的电子传输性能，可以有效延长 TiO2 的光生电子与空穴复合时间，提高量子效率 。石墨烯的制备方法主要有：剥离法、超声分散法、外延生长法、化学气相沉积、 溶剂热法、 氧化还原法等 。

　　目前多采用 Hummers 方法制备 GO。 石墨在某种条件下能与强氧化剂反应，被氧化后得到基本分子结构为 C 六边形，且表面及边缘存在较多的羟基、羧基、环氧等基团的 GO， 再通过化学液相、 光照、 溶剂热、微波、高温热处理等还原方法对 GO 进行还原 ，还原表面的含氧功能团，修复被破坏的共轭 π 键，生成的 RGO 性质也愈来愈趋近于石墨烯。在紫外光还原 GO 的研究中，一般是将GO 加入到 TiO 2 乙醇溶液中， 经过水热反应 ，或 UV 光激发 ，以混合方式在紫外光激发下制备石墨烯/TiO 2 复合材料 。鲜少有超声/紫外光，并耦合高温热还原技术把GO 还原成 RGO 的文献报道。GO/TiO 2 凝胶， 在 NH 3 /Ar 气氛中， 于 500~800℃煅烧，制 备 了 RGO 和 氮( N ) 多 重 掺 杂 的RGO/N-TiO 2 ，并在可见光区具有较高的光催化活性 。

　　本文以鳞片石墨为原料， 通过低温氧化的 Hummers 法制备 GO，采用超声/紫外光还原工艺制备得到 RGO;以钛酸丁脂和

　　RGO 为前驱物，采用溶胶凝胶-氮气保护下高温加热法制备出 RGO/nanoTiO 2 复合光催化材料;研究湖泊、水库等因除草剂 2,4-D的流入所造成的微污染缺氧水体光催化降解修复效果， 并为其提供一种良好的光催化材料，探索缺氧状态下 2,4-D 降解动力学及机理，以及 RGO/nanoTiO 2 在缺氧水体中的光催化氧化还原特性。

　　结 论

　　( 1) 采用绿 色环保 的方 法制备出RGO/nanoTiO 2 复合光催化材料。实验表明，中低温氧化的 Hummers 法制备的 GO 更有

　　利于石墨插层氧化， 提高层间距和降低反应条件;通过超声/紫外光还原技术，使碳环上的含氧基团还原， 碳的六元环状结构得到良好修复，制备出 RGO;采用溶胶凝胶法耦合氮气保护下 450℃高温加热工艺，制备得到 RGO/nanoTiO 2 复合光催化材料，TiO 2粒子晶化为粒径 20~40nm的锐钛矿型结构，RGO 的环状结构得到进一步的修复。

　　(2)制备的 RGO/nanoTiO 2 复合光催化纳米材料具有良好的光催化性能，当 RGO的掺杂量为 1.5%时，即 1.5%RGO/nanoTiO 2具有最佳的光催化活性，反应 10h，缺氧水体中的 2,4-D 的降解率达到 96.5%;当水体中 DO 的浓度小于 0.33mg/L 时，水体中 O 2浓度维持不变，电子直接攻击 2,4-D 分子，发生光催化还原脱氯反应， 不再与水体中的O 2 分子结合生成 H 2 O 2 、OH 自由基等，产生氯酚、苯三酚等中间产物，部分被氧化降解生成 CO 2 和 H 2 O。

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