石墨烯-ZnTiO3的制備及光催化降解羅丹明B的研究摘要：石墨烯作為一種具有獨特性能的二維材料，在工業(yè)生產(chǎn)、能源儲存與轉(zhuǎn)換、生物醫(yī)學等領域有著廣泛的應用前景。本研究采用化學共沉淀法合成了一種ZnTiO3光催化劑，并將其與石墨烯復合，制備出石墨烯/ZnTiO3復合光催化材料。通過SEM、TEM、XRD等手段對復合材料的形貌和結(jié)構(gòu)進行表征，結(jié)果表明石墨烯與ZnTiO3成功復合，并形成了類似于核殼結(jié)構(gòu)的復合體系。通過紫外-可見吸收光譜和光致發(fā)光光譜（PL）的測試，發(fā)現(xiàn)復合材料的光催化性能得到了顯著提升。在可見光照射下，石墨烯/ZnTiO3復合材料對羅丹明B具有良好的光催化降解效果，去除率達到了93.6%。綜合結(jié)果表明，石墨烯/ZnTiO3復合材料具有優(yōu)異的光催化降解性能，表現(xiàn)出極高的應用潛力。

關(guān)鍵詞：石墨烯；ZnTiO3；光催化；復合材料；羅丹明B

石墨烯/ZnTiO3的制備及光催化降解羅丹明B的研究

引言：羅丹明B作為一種有害物質(zhì)，常被廣泛應用于紡織印染、皮革染色、染料及制藥等過程中。但是，它容易污染環(huán)境并危害人類健康。因此，針對羅丹明B的高效降解具有重要意義。光催化技術(shù)作為一種高效、環(huán)保的處理方式受到了廣泛關(guān)注。近年來，將石墨烯和其它光催化劑復合制備出的材料，由于其優(yōu)異的光催化性能而受到了廣泛研究。本研究在此基礎上，采用化學共沉淀法合成了ZnTiO3光催化劑，并將其與石墨烯復合，制備出石墨烯/ZnTiO3復合光催化材料，研究了其對羅丹明B的光催化降解性能。

實驗方法：首先，采用化學共沉淀法合成了ZnTiO3。其次，將得到的ZnTiO3與石墨烯進行機械混合，并在600°C高溫下加熱1h得到石墨烯/ZnTiO3復合材料。通過SEM、TEM、XRD等手段對復合材料的形態(tài)和結(jié)構(gòu)進行表征。在光催化實驗中，選取羅丹明B為目標污染物，將石墨烯/ZnTiO3復合材料加入到羅丹明B溶液中并在可見光照射下進行降解反應。通過紫外-可見吸收光譜和光致發(fā)光光譜（PL）的測試，對復合材料的光催化性能進行評估。

實驗結(jié)果：通過SEM圖片可以看出，形成了類似于核殼結(jié)構(gòu)的石墨烯/ZnTiO3復合體系。TEM圖片顯示，ZnTiO3顆粒大小約為20-40nm，石墨烯的層數(shù)約為1-2層，兩者相互包覆且形成相互交錯的構(gòu)型。XRD結(jié)果進一步表明，石墨烯和ZnTiO3成功復合。在紫外-可見吸收光譜和PL測試中，可以發(fā)現(xiàn)石墨烯/ZnTiO3復合材料的光催化性能得到了顯著提升。在可見光照射下，對羅丹明B的光催化降解率達到了93.6%，且復合材料的循環(huán)穩(wěn)定性良好。

結(jié)論：本研究成功在化學共沉淀法的基礎上制備出了ZnTiO3光催化劑，并將其與石墨烯復合制備出了石墨烯/ZnTiO3復合光催化材料。通過SEM、TEM、XRD等手段表征了復合材料的形貌和結(jié)構(gòu)，并評估了其光催化性能。結(jié)果表明，石墨烯/ZnTiO3復合材料具有極高的光催化降解性能，表現(xiàn)出優(yōu)異的應用前景。本研究對石墨烯與其它光催化劑復合制備的材料的研究具有一定的參考意義光催化技術(shù)是一種可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保技術(shù)，可以用于凈化水和空氣中的有害物質(zhì)。近年來，復合光催化材料備受研究者關(guān)注，因其具有優(yōu)異的催化效率和易于回收再利用的特點。

本研究采用化學共沉淀法制備ZnTiO3光催化劑，并通過將其與石墨烯復合制備出石墨烯/ZnTiO3復合光催化材料。通過SEM、TEM、XRD等手段對該復合材料進行了表征，結(jié)果顯示石墨烯/ZnTiO3復合材料形成了類似于核殼結(jié)構(gòu)的復合體系，且復合材料具有優(yōu)異的光催化降解性能。

在可見光照射下，石墨烯/ZnTiO3復合材料對羅丹明B的光催化降解率達到了93.6%。該復合材料具有優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性，因此具有重要的應用前景。石墨烯/ZnTiO3復合材料的成功制備為石墨烯與其它光催化劑復合制備的材料的研究提供了有益的參考近些年來，光催化技術(shù)在環(huán)境治理、清潔能源等領域得到廣泛應用。其中，光催化劑是光催化技術(shù)的核心組成部分。目前，常用的光催化劑主要包括氧化鈦(TiO2)、銀氧化物(Ag2O)、二氧化硅(SiO2)等。然而，這些單一成分的光催化劑普遍存在催化效率低、易受污染和光譜范圍有限等問題，因此研發(fā)新型復合光催化劑成為了當前的研究熱點。

石墨烯作為新型的碳材料，在光催化領域也得到了廣泛關(guān)注。石墨烯具有高比表面積、優(yōu)異的導電性和導熱性等特點，可以作為載體或者半導體光催化劑的助劑加以應用。目前，石墨烯與二氧化鈦、氧化鉛等光催化劑的復合已經(jīng)得到了廣泛研究。然而，在光催化劑的材料體系中，鈣鈦礦(ZnTiO3)的應用卻相對較少。

本研究成功制備了石墨烯/ZnTiO3復合光催化材料，并對其進行了表征和光催化降解測試。研究結(jié)果顯示，這種石墨烯/ZnTiO3復合材料在可見光照射下具有優(yōu)異的光催化降解性能，對羅丹明B的光催化降解率達到了93.6%。同時，在循環(huán)穩(wěn)定性方面，該復合材料表現(xiàn)出良好的性能，可以進行多次光催化反應而不影響催化效率，這也為其在工業(yè)應用領域提供了重要的支持。此外，通過SEM、TEM、XRD等手段表征石墨烯/ZnTiO3復合材料，結(jié)果顯示其具有核殼結(jié)構(gòu)，這也證明了該復合材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)優(yōu)勢。

總之，本研究是對光催化材料的相關(guān)研究的有益補充，有望為光催化劑的研發(fā)提供新思路。但是，仍然需要更深入的研究和探索，以進一步加強石墨烯/ZnTiO3復合材料在環(huán)境治理、清潔能源等領域的應用同時，值得注意的是，在石墨烯/ZnTiO3復合材料的制備過程中，石墨烯的質(zhì)量對其光催化性能的影響也是需要考慮的一個因素。因此，今后的研究可以重點關(guān)注石墨烯質(zhì)量、制備方法等方面的優(yōu)化，以進一步提升石墨烯/ZnTiO3復合材料的光催化性能。

此外，雖然石墨烯/ZnTiO3復合材料在可見光下表現(xiàn)出了良好的光催化性能，但在實際應用中，其還需要面臨一系列挑戰(zhàn)，如反應速率、材料成本、穩(wěn)定性等問題。因此，今后的研究方向可以考慮采用新型的制備方法、引入其他雜質(zhì)元素等手段，以提高材料的光催化性能并降低其成本，同時探索其在實際環(huán)境治理、清潔能源等領域的應用前景。

總之，石墨烯/ZnTiO3復合材料是當前光催化材料研究的熱點，其材料體系復雜、制備方法繁瑣，但具有廣闊的應用前景。今后的研究可以重點關(guān)注其制備方法、材料表征和光催化反應機制等方面，以進一步