納米尖晶石型鐵氧體-石墨烯復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、本文采用溶劑熱法制備了不同石墨烯含量的納米尖晶石型鐵氧體-石墨烯復(fù)合材料，期望兩者在光催化反應(yīng)和電容特性方面達(dá)到協(xié)同效應(yīng)，進(jìn)而制備性能優(yōu)異的多功能材料。本課題對(duì)納米尖晶石型鐵氧體-石墨烯復(fù)合材料的物相結(jié)構(gòu)和微觀(guān)形貌進(jìn)行表征，并主要對(duì)其吸附光催化降解染料廢水性能和作為超級(jí)電容器電極材料的電化學(xué)性能進(jìn)行了研究。
　　(1)在不同反應(yīng)溫度下，經(jīng)溶劑熱法分別制備了尖晶石型鋅鐵氧體、尖晶石型鎳鐵氧體、尖晶石型錳鐵氧體和尖晶石型銅鐵氧體。通過(guò)

2、分析可知，在反應(yīng)溫度為200℃時(shí)，所制備的鐵氧體的晶型最完整，前三種鐵氧體粒子的粒徑在6-10 nm區(qū)間，銅鐵氧體粒子的粒徑在200-250 nm區(qū)間。
　　(2)采用改進(jìn)的Hummers法制備了氧化石墨烯。在反應(yīng)溫度為200℃下，經(jīng)溶劑熱法制備了不同石墨烯含量的尖晶石型鐵氧體-石墨烯(10％、15％、20％、25％、30％)復(fù)合材料，而且具有納米粒徑的鐵氧體粒子比較均勻的附著在石墨烯層間。
　　(3)分別對(duì)以上樣品對(duì)羅丹明

3、B的吸附性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明暗室攪拌吸附1h后，四種尖晶石型鐵氧體以及各自與石墨烯不同含量的復(fù)合材料對(duì)羅丹明B的吸附量達(dá)到最大，而且加入石墨烯的復(fù)合材料對(duì)羅丹明B的吸附量明顯高于單一的鐵氧體。
　　(4)分別對(duì)以上樣品進(jìn)行對(duì)羅丹明B的可見(jiàn)光催化性能進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，四種單一尖晶石型鐵氧體在可見(jiàn)光下對(duì)羅丹明B的降解效果幾乎可以忽略不計(jì)。
　　鋅鐵氧體-石墨烯復(fù)合材料、錳鐵氧體-石墨烯復(fù)合材料和銅鐵氧體-石墨烯復(fù)合材料可

4、見(jiàn)光催化降解羅丹明B的過(guò)程需要加入H2O2，達(dá)到雙重光催化效果。在光照時(shí)間90 min時(shí)，不同石墨烯含量的復(fù)合材料中ZF3-25％rGO、MF3-25％rGO、CF3-25％rGO具有最佳光催化活性，羅丹明B的降解率分別為90.2％、99.2％、96.8％。
　　鎳鐵氧體-石墨烯復(fù)合材料對(duì)羅丹明B的光催化活性高于以上三種復(fù)合材料，在光催化過(guò)程中不需要添加H2O2。在光照時(shí)間160 min時(shí)，NF3-20％rGO具有最佳光催化活性，

5、羅丹明B的降解率為93.7％。
　　(5)分別對(duì)以上樣品進(jìn)行了電化學(xué)性能研究，結(jié)果表明，鐵氧體-石墨烯復(fù)合材料的電化學(xué)性能明顯優(yōu)于單一鐵氧體。其中在不同石墨烯含量的復(fù)合材料中ZF3-20％rGO、NF3-20％rGO、MF3-15％rGO、CF3-20％rGO分別顯示出最佳電化學(xué)性能，在電流密度為1 A/g下，四種復(fù)合材料的比電容分別為520 F/g，805 F/g，1717.5 F/g，1952.5 F/g，而且具有良好的充放電