● 摘要
能源和环境危机是目前人类生存和发展面临的严峻挑战，清洁的太阳能的利用成为当前研究的热点。光催化化学作为太阳能利用的一个方面，越来越受到人们的关注。使用半导体作为光催化剂的光催化化学不仅是利用能源的一个手段，而且还应用于环境保护等方面。本文以TiO2为基础，研究它和石墨烯，磁芯，铂及氧化铜复合后材料的光催化性能。 本文中以石墨粉为原材料，通过Hummers氧化法制得氧化石墨，采用溶胶-凝胶法制备了不同质量比例的TiO2/RGO复合光催化材料。通过光催化产氢和还原二氧化碳生成有机物实验，对比了不同质量比例TiO2/RGO复合光催化材料的光催化性能。在可见光照射下，TiO2/RGO 复合光催化剂的光解水制氢活性是TiO2的光解水制氢活性的66.8倍。在紫外光的照射下，TiO2/RGO 复合光催化剂的生成有机碳效率是TiO2的1.47倍。 合成了TiO2/IO，将还原二氧化碳生成有机物实验中生成的有机溶液用于光催化产氢实验中，研究了两者联合产氢的效果。在产氢实验中，TiO2/IO效果最好，是TiO2的5.34倍，是0.5wt%Pt/TiO2/IO的1.54倍；在还原二氧化碳生成有机物实验中，3wt%CuO/TiO2/IO的效果最好，是TiO2的5.18倍，是TiO2/IO的2.63倍。在利用光照生成的有机物进行的产氢实验中，催化剂产氢效率比纯水条件高1.05倍。 通过X光衍射(XRD)，拉曼光谱(Raman)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对光催化复合材料进行了表征。 设计了光催化聚光反应系统，通过光催化降解实验和光催化产氢实验对反应系统做了性能评估。